Totaltemperatur

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Die Totaltemperatur T_t (auch als Ruhetemperatur oder Stagnationstemperatur bezeichnet) dient zur Beschreibung strömender kompressibler Medien, d. h. strömender Gase. Sie ist die sich einstellende Temperatur einer Gasströmung, wenn die Strömungsgeschwindigkeit adiabat (d. h. wärmeisoliert) auf einen vernachlässigbar kleinen Wert reduziert wird, und zählt daher zu den Ruhegrößen.

Mathematisch kann die Totaltemperatur als Summe aus der statischen Temperatur T und einem kinetischen Anteil des mit der Geschwindigkeit c strömenden Mediums beschrieben werden:

T_t = T + \frac{c^2}{2 \cdot c_p}

Dabei ist

  • die statische Temperatur T diejenige Temperatur, die ein mit dem strömenden Gas mitbewegter Beobachter verspüren würde.
  • die spezifische Wärmekapazität c_p bei konstantem Druck hier als konstant angenommen.

Kommt die Strömung zum Stillstand (c = 0), so werden Totaltemperatur und statische Temperatur identisch.

Analog zur Definition der Ruhetemperatur existiert zu einer eindimensionalen Gasströmung auch ein entsprechender Ruhedruck, welcher aber eine isentrope (also eine nicht nur wärmeisolierte, sondern auch reibungsfreie) Rückführung der Strömungsgeschwindigkeit voraussetzt. Im Gegensatz zum Ruhedruck bleibt die Ruhetemperatur auch bei reibungsbehafteter Strömung konstant, sofern es sich bei dem Gas um ein ideales Gas handelt. Eine Drosselung (Druckminderung durch innere Reibung) erfolgt also isotherm, sofern die Geschwindigkeitszunahme vernachlässigt werden kann.

Literatur[Bearbeiten]

  •  Willy J. G. Bräunling: Flugzeugtriebwerke: Grundlagen, Aero-Thermodynamik, Kreisprozesse, Thermische Turbomaschinen, Komponenten- Und Emissionen. Springer, 2004, ISBN 3540405895, S. 78 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  • VDMA Einheitsblatt 24 575: Durchflussmessung von Pneumatikbauteilen - Anwendung der ISO 6358:1989 unter Berücksichtigung des Einflusses der Strömungsgeschwindigkeit
  • Zeitschrift für Fluidtechnik O + P, Ausgabe April 2010 - Artikel „Messen in der Fluidtechnik/Durchflussmessung - Besonderheiten in der Pneumatik“, Werner Wunderlich, Erwin Bürk, Wolfgang Gauchel