15 Fakultätsübergreifend / Sonstige Einrichtung
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Item Open Access Erosion durch einen pulsierenden Strahl(1973) Kobus, Helmut; Westrich, BernhardDie Erosion eines Sandbettes durch tiefgetauchte Strahlen unterschiedlicher Pulsationscharakteristik ist ein außerordentlich komplexer Vorgang. Es wurde daher im Sinne des Forschungsprojektes für sinnvoll und zweckmäßig gehalten, in einer ersten Versuchsreihe die Erosion durch einen kontinuierlichen Strahl als Grenzfall eines pulsierenden Strahles mit verschwindender Pulsation zu untersuchen. Die Ergebnisse der Untersuchungen mit kontinuierlichen Strahlen sind zum allgemeinen Verständnis des Erosionsvorganges unerläßlich und dienen gleichzeitig als Vergleichswerte für die Ergebnisse mit pulsierenden Strahlen.Item Open Access Einfluss stationärer und pulsierender Strahlen auf die Erosion eines Sandbettes(1977) Kobus, HelmutErodierbare Sohlen, die Strahlströmungen ausgesetzt sind, können erhebliche Verformung, Auflockerung und Zerstörung erfahren. So können beispielsweise Schiffspropellerstrahlen Gewässersohlen in unerwünschtem Maße angreifen, andererseits ist die Erosionswirkung energiereicher Strahlen in der Naßbaggertechnik zur Auflockerung und Zerstörung feinkörniger Böden geradezu erwünscht. Zur Abschätzung und Beurteilung der Erosionswirkung von Strahlströmungen, welche in der Praxis periodische Geschwindigkeitsschwankungen aufweisen können, ist es unerläßlich, sowohl die Erosionswirkung als auch die Strömungsverhältnisse genau zu kennen. Deshalb wurde im Rahmen des Teilproiekts B2 die Erosionswirkung eines auf ein gleichförmiges Sandbett auftreffenden tiefgetauchten Strahls im Wassermodell quantifiziert, und zudem wurde in einem Luftmodell das Strömungsfeld eines auf eine ebene, rauhe Wand auftreffenden Prallstrahls ohne und mit Pulsation experimentell untersucht. Die Ergebnisse sollen zur Klärung der Ursachen für die erhöhte Erosionswirkung pulsierender Strahlen dienen und gleichzeitig einen Beitrag zur Erforschung der Zusammenhänge zwischen periodischen und stochastischen Schwankungsbewegungen leisten.Item Open Access Local aeration characteristics(1973) Kobus, Helmut; Renner, JoachimFree-surface flow conditions generating air-water mixtures can be categorized broadly into flow configurations causing ambient surface aeration - such as high-speed open channel flows or jets, which have been treated in the previous chapters - and those giving rise to local aeration. The basic difference between the two types of flow is the fact that in local aeration processes the transport capacity of the flow may drastically differ from its local entrainment capacity, whereas these capacities are always balanced in fully developed flows of ambient surface aeration. In local surface aeration, air may be entrained due to a local disturbance of the free surface at a rate completely independent of the transport capacity: the latter is only of importance with regard to the question how far and for how long the air is kept in suspension.Item Open Access Luftschleier in einer Querströmung(1972) Kobus, Helmut; Honekamp, HermannFür Luftschleier in stehenden Gewässern wurde vom Projektleiter ein analytisches Modell erarbeitet, das erstmals die Übertragung von Luftschleier-Modellversuchen auf Naturverhältnisse ermöglicht. Dieses analytische Modell soll auf Luftschleier in einer Querströmung erweitert und durch Versuche verifiziert werden. Es liefert sowohl die Voraussetzungen zur Beurteilung der Einsatzmöglichkeiten von Luftschleiern in Flüssen, zur Beeinflussung von Ausbreitungs- und Transportvorgängen (wie zum Beispiel die örtliche Bekämpfung von Schlickablagerungen oder die Durchmischung von Dichteschichtungen infolge Temperaturunterschieds oder Feststoffgehalts) als auch verbesserte Unterlagen zur betriebssicheren Auslegung von Ölsperren, Schlick- und Salzwassersperren und Anlagen zur Eisfreihaltung oder Sauerstoffanreicherung.Item Open Access Luftschleier in einer Querströmung(1973) Kobus, Helmut; Honekamp, HermannDer Einfluß einer Querströmung auf das Strömungsfeld eines Luftschleiers soll quantitativ erfaßt werden. Als Ausgangsbasis für die analytische Behandlung dient ein vom Projektleiter erarbeitetes analytisches Modell für Luftschleier in stehenden Gewässern, mit dem zum ersten mal Modellversuche auf Verhältnisse in der Natur übertragen werden konnten. Dieses Modell soll auf Luftschleier in einer Querströmung erweitert und durch Experimente verifiziert werden. Das Ziel der analytischen und experimentellen Untersuchungen ist, die Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes von Luftschleiern in Flüssen zur Steuerung von Ausbreitungs- und Transportvorgängen zu erkunden. Darüber hinaus ist die Aufbereitung der gewonnenen Erkenntnisse zu Entscheidungshilfen geplant, die es ermöglichen, Luftschleieranlagen betriebssicher und wirtschaftlich zu entwerfen und anzulegen.Item Open Access Massenaustausch in Strömungen mit "Totwasserzonen"(1977) Kobus, Helmut; Westrich, BernhardIm Rahmen der wasserwirtschaftlichen Nutzung der Oberflächengewässer gewinnt die Frage nach der Wechselwirkung zwischen fließenden und angrenzenden stehenden Gewässern im Hinblick auf die Kontrolle und Erhaltung der Wasserqualität zunehmend an Bedeutung. Der wechselseitige Austausch von Wasserinhaltsstoffen (Suspensionen, Sauerstoff, toxische Stoffe und dgl.) zwischen beiden Wasserkörpern hätngt entscheidend davon ab, ob der Strömungszustand stationär oder instationär ist. Die Kenntnis der Austauschvorgänge in natürlichen Gewässern liefert Ansätze zu strömungsmechanischen Verbesserungen von Gewässergütemodellen. Das Ziel der Untersuchungen ist die experimentelle Bestimmung des Massenaustauschs unter stationären und instationären Strömungsbedingungen für Totwassergebiete unterschiedlicher Größe und Form. Hierbei werden Effekte zufolge von Dichteunterschieden, Windschub und Wellen ausgeschlossen und zunächst nur der Austausch konservativer und hydrodynamisch neutraler wasserlöslicher Stoffe (Farbtracer) bestimmt, Der Austauschprozeß selbst sowie dessen Auswirkung auf das Fließgewässer soll in einem eindimensionalen mathematischen Transportmodell aus Ausgangspunkt für ein Gewässergütemodell näherungsweise simuliert werden.Item Open Access Einfluss einer pulsierenden Strömung auf die Erosion eines Sedimentbetts(1972) Kobus, Helmut; Westrich, BernhardDer Bewegungsbeginn und der Transport von Feststoffen hängt nicht nur von den zeitlichen Mittelwerten der Strömung ab, sondern wird auch entscheidend durch die Schwankungen um diese Mittelwerte beeinflußt. In der vorliegenden Arbeit soll am Beispiel eines vertikalen, turbulenten Strahles der Einfluß einer Pulsation der Strömung auf den Auskolkungsprozeß quantitativ ermittelt werden. Die hieraus gewonnen Erkenntnisse haben praktische Bedeutung für das Problem der Sohlenerosion durch Schiffspropeller, für Bodenbeschädigung durch Hovercrafts oder das wirkungsvollere Saugbaggern festgepackter Sandböden.Item Open Access Beschreibung von Einleitungsvorgängen in Gewässern(1976) Kobus, HelmutFür die Planung im Gewässerschutz ist es wesentlich, die Schadstoffkonzentrationen im Gewässer zu kennen. Man braucht Vorhersagemethoden, mit deren Hilfe die Schadstoffkonzentrationen an jedem Ort des Gewässers und zu jedem Zeitpunkt als Folge der jeweils vorgegebenen Einleitungsverhältnisse bestimmt werden können. Hierzu sind Dispersionsmodelle erforderlich, welche die komplexen Ausbreitungs- und Transportvorgänge in natürlichen Gewässern beschreiben. Die Kenntnis der grundlegenden Gesetzmäßigkeiten solcher Strömungsvorgänge ist als Basis jeglicher planerischer Gewässerschutzmaßnahme unerläßlich. Deshalb soll hier der Frage nachgegangen werden, weshalb Einleitungsvorgänge überhaupt im Einzelnen untersucht werden müssen, und welche Methoden zur Beschreibung von Ausbreitungs- und Transportvorgängen zur Verfügung stehen. Die Anwendungsmöglichkeiten und Grenzen dieser Methoden sollen anhand von zwei Beispielen erläutert werden. Im ersten Beispiel wird gezeigt, welche Rolle der Beschreibung der Einleitvorgänge bei der Planung einer Abwassereinleitung ins Meer zukommt, und als zweites Beispiel wird die Einleitung erwärmten Kühlwassers in einen Fluß diskutiert. Anhand dieser beiden sehr unterschiedlichen Einleitungsarten in sehr unterschiedliche Gewässerkörper soll der derzeitige Wissensstand über Einleitungsvorgänge in Gewässer und deren Modellbeschreibung illustriert werden.Item Open Access Ausbreitung von zweiphasigen Auftriebsstrahlen - Entwicklung eines Konzentrationsmessverfahrens(1977) Kobus, HelmutDie Möglichkeiten zur exakten Vorhersage des Ausbreitungsverhaltens fremdstoffbeladener (d.h. zweiphasiger) Einleitungen in Gewässer oder die Atmosphäre sind bislang noch sehr begrenzt. Die Überprüfung und Verbesserung mathematischer Modelle, wie sie für zweiphasige Auftriebsstrahlen erarbeitet wurden, wird außerordentlich erschwert durch das Fehlen zuverlässiger experimenteller Daten für wichtige strömungsmechanische Parameter, wie z.B. für: - den Einmischkoeffizienten der induzierten Fluidströmung - das Verhältnis der turbulenten Ausbreitungsraten von eingeleiteter Fremdstoffkonzentration und Impuls - die Schlupfgeschwindigkeit zwischen Trägerfluid und eingeleitetem Fremdstoff Wichtigster Grund für die bisher fehlende oder mangelhafte Kenntnis dieser Größen ist das Fehlen brauchbarer, genauer und zuverlässiger Meßmethoden. Da wegen der steigenden Verschmutzung von Atmosphäre und Gewässern Vorhersagen der Massenausbreitung und des Massenaustauschs immer größere Bedeutung erlangen, ist es das Ziel des Teilproiekts A21, geeignete Meßmethoden zu entwickeln, um obige Parameter in einem plansymmetrischen Auftriebsstrahl zu bestimmen und mit diesen Daten bisher angewandte analytische Modelle zu überprüfen und eventuell zu verbessern.Item Open Access