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Berechnet die Widerstandskraft eines Körpers in einer Strömung: F_D=½·ρ·v²·C_D·A (N), wobei ρ die Fluiddichte, v die Anströmgeschwindigkeit, C_D der Widerstandsbeiwert (form- und Re-abhängig) und A die Referenz-/Stirnfläche ist. Bibliothek typischer C_D (hohes Re): Kugel 0,47, Halbkugel 0,42, langer Zylinder 0,81, Scheibe/Platte 1,17, Würfel 1,05, stromlinienförmiges Profil 0,04, langer stromlinienförmiger Ellipsoid 0,07, Kegel 0,50; oder „Benutzerdefiniert“. Mit der dynamischen Viskosität μ und der charakteristischen Länge L werden die Reynolds-Zahl Re=ρ·v·L/μ und die Leistung P=F_D·v (W) berechnet. Dichte in kg/m³/g/cm³, Geschwindigkeit in m/s/km/h, Fläche in m²/cm²/mm², Länge in m/cm/mm.
Ausführung
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Leitfaden zur Tool-Nutzung
Der Widerstandskraft-Rechner bestimmt die Kraft F_D eines Körpers in einer Strömung mit F_D = ½·ρ·v²·C_D·A. Zusätzlich können bei Eingabe von dynamischer Viskosität und charakteristischer Länge die Reynolds-Zahl Re sowie die Leistung P = F_D·v berechnet werden.
Hintergrund
Eine Kugel bewegt sich mit 20 m/s durch Luft. Gesucht sind Widerstandskraft und Leistung bei einer Stirnfläche von 1 m².
Aufgabe
Die Widerstandskraft soll mit dem typischen C_D einer Kugel bestimmt werden.
Verwendung
Kugel auswählen und Dichte, Geschwindigkeit sowie Referenzfläche eingeben.
C_D = 0,47; ρ = 1,225 kg/m³; v = 20 m/s; A = 1 m²Ergebnis
Der Rechner gibt F_D = 115,15 N und P = 2303 W aus.
Hintergrund
Eine Kugel bewegt sich mit 2 m/s durch Wasser. Zusätzlich sollen die Strömungskennzahl und die durch Widerstand dissipierte Leistung berechnet werden.
Aufgabe
Neben der Widerstandskraft werden Re und P für μ = 0,001 Pa·s und L = 0,5 m benötigt.
Verwendung
Kugel auswählen, Wasserwerte und eine Referenzfläche von 0,1 m² eingeben und anschließend Viskosität sowie charakteristische Länge ergänzen.
Die Widerstandskraft wird mit F_D = ½·ρ·v²·C_D·A berechnet.
Das Ergebnis wird in Newton (N) ausgegeben.
Für die ausgewählte Form wird ein typischer Widerstandsbeiwert bei hoher Reynolds-Zahl vorausgefüllt.
Ja. Wählen Sie „Benutzerdefiniert“ oder überschreiben Sie den vorausgefüllten Wert von C_D.
Re wird berechnet, wenn sowohl die dynamische Viskosität μ als auch die charakteristische Länge L angegeben sind.
C_D = 0,47; ρ = 1000 kg/m³; v = 2 m/s; A = 0,1 m²; μ = 0,001 Pa·s; L = 0,5 mErgebnis
Der Rechner ermittelt F_D = 94 N, Re = 1.000.000 und P = 188 W.