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Hydraulische Systeme und Transport von Fluiden
Lernziele:
• Die Eigenschaften wie Dichte und Druck kennen und ihre Bedeutung verstehen
• Den Zusammenhang zwischen Strom und transportierter Menge verstehen und für die Lösung von Aufgaben nutzen können.
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Hydraulische Systeme
• Fliessen und Speichern von Flüssigkeiten
• Beispiele von Systemen
• Dichte
• Transportvorgänge
• Druck
• Der Gravitationsprozess
• Höhenunterschied und Druck
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Hydraulisches Speicherkraftwerk
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Hydraulikaggregat
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Dichte
Dichte = Menge pro Volumen
z.B.
• Massendichte = "Dichte" = Masse/Volumen
• Ladungsdichte = Ladung /Volumen
• Energiedichte = Energie/Volumen
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Hydraulik
Bilanzierbare Grösse (mengenartig): Volumen
Potential/Energiebeladungsmass:
Druck
Der Druck legt fest, wieviel Energie zusammen mit dem Fluid transportiert wird.
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Druck
In der Hydraulik ist der Druck das Potential (Energiebeladungsmass)
Der Druck legt fest, wieviel Energie zusammen mit dem Volumen des Fluids transportiert wird.
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Der Druck im Gravitationsfeld
Experiment:
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Höhenunterschied und Druck
Beim kontinuierlichen Hinunterfliessen wird die Energie kontinuier-lich von der Gravitation auf die Hydraulik umgeladen. Deshalb nimmt der Druck in der Leitung nach unten zu.
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Aufgaben
• Bei einem Rekordversuch im Tieftauchen ist vor einigen Wochen eine Taucherin ums Leben gekom-men. Sie hat eine Tiefe von 172 m im Meer er-reicht, kam aber beim Aufstieg in Schwierigkeiten. Welcher Druck herrscht in dieser Tiefe?
• Wie hoch steht die Quecksilbersäule in einem Barometer, wenn der Luftdruck 960 mbar beträgt?
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Experiment
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VolumenströmeVolumenstrom
Zeit
Volumenstrom
Zeit
Volumenstrom
Zeit
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Stromstärken
Massenstrom Im und Volumenstrom IV:
Im = IV
= Dichte
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Ausgetauschte Mengen
Va = IV t
Volumenstrom
Zeit
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Ausgetauschte Mengen
Das ausgetauschte Volumen ist gleich der Fläche im Diagramm
Volumenstrom
Zeit
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Ausgetauschte Mengen
Das ausgetauschte Volumen ist gleich der Fläche im Diagramm
Volumenstrom
Zeit
Ausgetauschtes Volumen
Volumenstrom