Re-Zahl-Frage

[speeder]

Hallo zusammen.

Ich habe mal eine Frage an die Aerodynamiker.
Soweit ich weiß, wird für die Berechnung der Re-Zahl die Konstante 70000 angenommen. Wenn ich jedoch in grosser Höhe fliege, ändert sich ja diese Konstante. Aber in welchem Verhältnis?
Der Luftdruck nimmt ja nicht linear mit der Höhe ab. Jetzt die Frage: nimmt die Konstante linear mit dem Lufdruck ab?
Gibt es Tabellen, wie sich die Konstante mit der Höhe ändert, mit Einbezug der Tempeaturabnahme?

Grüße
Niels

 

[marvin]

Moin Niels,

wenn Du Re als 70000 annimmst, dann berechnest Du doch nichts!?
Für ein Modellflugzeug ist die Luftdruckabnahme über die Höhe für Re-Zahl Betrachtungen nicht besonders relevant. Durch die ständigen Geschwindigkeitsänderungen, bedingt durch das kleinräumige fliegen, ändert sich die Re-Zahl ohnehin ständig. Bei großen Modellsegelflugzeugen mag das durchaus anders sein. Für die Druckänderung gibt es ansonsten die barometrische Höhenformel.

Barometrische Höhenformel – Wikipedia

de.wikipedia.org

Von Dantor in der Wikipedia auf Deutsch - Eigenes Werk, Gemeinfrei, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10336109

 

[Dix]

Moin,

Achtung: Die Re-Zahl alleine ist quasi für den Anwender nutzlos. Mit ihrer Hilfe identifiziert man die Bedingungen für bestimmte aerodynamische Geschehnisse. Also "wann funktioniert mein Profil gescheit", "ist die Grenzschicht laminar oder turbulent", und son Zeugs...
Klar, wer ein Design entwickelt, muss natürlich dafür sorgen, dass er z.B. kritische Re-Zahlgrenzen beachtet. Da muss er dann entscheiden, ob Profiltiefe vergrößern, schneller fliegen oder doch anderes Profil auswählen. Und welchen Preis er an anderer Stelle dafür zahlt.

Also: Die Re-Zahl ist erstmal nur eine aerodynamische Kennzahl, um Strömungsbedingungen zu beschreiben.
Je nach Einsatzzweck (Flügelprofil, Rohrströmung, Reibung am Rumpf, ...) stehen verschiedene Dinge drin.
Damit kann man dann auf die Widerstände zurückrechnen oder auch Messwerte aus dem einen Einsatzgebiet auf andere Einsatzgebiete übertragen. konkret: z.B. Windkanalmessungen vs. freier Reiseflug hoch oben in der Atmosphäre. Da die Luftmoleküle sich nicht maßstäblich verkleinern lassen, aber ein Flugzeug schon, ändern sich die oberflächennahen Strömungsverhältnisse (Grenzschichtentwicklung). Das kann man aber zurückrechnen, wenn man mit Hilfe der RE-Zahl weiß, was an der Oberfläche passiert.

Zur Re-Zahl selbst das Wichtigste: Sie setzt Trägheitskräfte (am benetzten Objekt) und Zähigkeitskräfte des Fluids ins Verhältnis zueinander.

Schau Dir die Formel auf Wikipedia an. Re = (Dichte * Strömungsgeschwindigkeit * chrakteristische Länge) / dynamische Viskosität
Da steht im Zähler nur die Modellgeometrie. Und im Nenner die Luft.
Die Viskosität ist - weiter zerlegt - nur abhängig von der Temperatur. Du brauchst den Luftdruck garnicht. Denn dieser hat dank der Gasgleichung auch eine Auswirkung auf die Temperatur und ist damit indirekt berücksichtigt.

Und Niels: Eine "Konstante" heißt "Konstante", weil sie konstant ist...

 

[Fliegerstefan]

Moin, die sogenannte Konstante wir nur als Konstante genutzt weil die Abweichungen von Druck und Temperatur nicht wirklich relevant sind.
70000 oder auch 69000 ist der Kehrwert der kinematischen Viskosität. In der 0-8-15 Gleichung Re= V x t x70000 müsste die Kinder. viskosität im Nenner stehen.
Die Zahl 70000 ist eben eine Vereinfachung, besser als 15,3x10^-6 im Nenner.
Rechne selber bei verschiedenen Bedingungen der Luft und du wirst sehen wie die Ergebnisse sind.
Gruss
Stefan

 

[Dix]

Ach sooo, das meint er. *aufdiestirnklatsch*

Die "Zahl 70000" wird nur verwendet, wenn man die Re-Zahl für ein Modell-Flugzeug bestimmen will. Quasi am Boden bei normaler Temperatur.
Die würde sich natürlich ändern mit der Höhe. Aber wie oben geschrieben über die jeweilige Temperatur.

Deine Frage wird hier im Magazinbeitrag sehr gut dargestellt beantwortet:

Dichte der Luft

von Otto Jakob Ein kleiner Ausflug in die Physik unserer Atmosphäre Wir Modellflieger haben einen ganz besonderen Bezug zu Wind und Wetter. Etwas allgemeiner: Zu der unteren Schicht unserer Atmosphäre, die nicht nur unser Leben sondern auch das Modellfliegen erst ermöglicht. Die Atmosphäre...

www.rc-network.de

Einfluss der Lufttemperatur auf die Reynoldszahl

Die Bedeutung der Reynoldszahl setze ich als bekannt voraus. Die Re-Zahl ist folgendermaßen definiert:
Re = Fluggeschwindigkeit x Bezugslänge x1/nü
Wobei 1/nü = ρ/μ (1/nü = rho/mü) ist.
μ (mü) ist die Zähigkeit der Luft und nü wird als kinematische Zähigkeit definiert. Wichtig ist dabei: Die Multiplikation von 1/nü mit Länge (Profiltiefe) und Fluggeschwindigkeit ergibt die Re-Zahl.
Die kinematische Zähigkeit hängt von der Temperatur der Luft ab. Die Re-Zahl ändert sich demnach etwas mit der Temperatur.

Für die Kopfrechnung hat sich folgende Formel eingebürgert:
Re= v (m/s) x Profiltiefe (mm) x 70
Beispiel: v = 10 m/s, Profiltiefe = 200 mm --> Re = 140 000
Der Wert 70 ist der Wert für 1/nü unter der Berücksichtigung, dass man die Länge in mm und nicht in m einsetzt.
Bei den Standardbedingungen ist nü = 14,4 x 10^–6 m²/s und 1/nü = 69500

 

[Fliegerstefan]

So ist richtig...

 

[speeder]

Ah, super. Dankt Euch.
Mir geht es um den Fall 12000m und -57°.

Was noch nicht ist, kann noch werden. ;-)

Und klar, eine Konstante ist Konstant. Mein Fehler.

Grüsse

Niels

 

[Fliegerstefan]

Sie mal hier, Drücke <1bar nicht möglich aber -12°, dort steht die dyn. Viskosität nü:

https://www.peacesoftware.de/einigewerte/calc_luft.php7

Mit dem Kehrwert kannst du rechnen - statt mit 70000

gruss
Stefan

 

[kioto]

Hallo,
Ohne Korinthen kacken zu zu wollen. Eine Zahl auf der Ergebnisseite einer Gleichung kann keine Konstante sein.

Es ist eine Kennzahl, um das Verhalten von Strömungen zu beurteilen.

Hier eine Definition (Quelle: https://simulations-plattform.de/dimensionslose-kennzahlen/reynoldszahl)

Reynoldszahl
Die Reynoldszahl (Re), benannt nach Osborne Reynolds, ist eine dimensionslose Kennzahl.
Sie beschreibt das Verhältnis zwischen Trägheits- und Zähigkeitskräften.
Typischerweise liegt der Umschlagspunkt einer Rohrströmung bei Re = 2300.
Bei Werten Re < 2300 liegt laminare Strömung vor, für Re > 2300 spricht man dagegen erst vom sogenannten Übergangsbereich
und anschließend von turbulenter Strömung.

Weiter Infos auch hier;

Reynoldszahl - Bedeutung für den Modellflug allgemein

Hallo zusammen, Ich hoffe ich habe das richtige Unterforum getroffen und hoffe auch, dass der Titel passt. Ich lese immer wieder was zu Re-Zahlen. Ich denke ich weiß kaum was darüber und das was ich im Internet so rauslese ist zwar informativ, aber was heißt das in der Praxis für mich...

www.rc-network.de

 

[Dix]

Mir geht es um den Fall 12000m und -57°.

Na da geht das natürlich nicht mit den Re=70000. Da muss ne andere Zahl her.
Müsste aber leicht zu finden sein, da "Standardfall" für Airliner A350, A380 &Co.

 

[speeder]

Habe nochmal genau geschaut bei Otto's Beschreibung. Dort liegt dann die Viskosität bei -60° bei 120000.
Dort war die Tabelle, die ich gesucht habe.
Merci an alle.

 

[Fliegerstefan]

Nein, die liegt bei 12,3x10^-6 = 0,0000123
Der Kehrwert ist dann 81300 statt 70000.
Achte auf die Einheiten!
Gruss
Stefan

 

[speeder]

Ist diese Tabelle dann falsch?
Wenn ich die Linie weiter ziehe komme ich doch bei -60° auf 120000.

https://www.rc-network.de/attachments/temp07-jpg.11780353/

 

[RainerSeubert]

Wieso suchst du nicht einfach mal nach Rezahl Rechner, ich bin mir sicher, das gibt's! Oder suche nach Standardatmosphäre, die gibst zudem in jedem Strömungsbuch, z.B. Schlichting. Ansonsten musst Du halt mit den Erklärungen hier leben, ist schon toll, wie kompliziert man das machen kann

Ich habe mir am Anfang meiner Karriere Mitte der 80er anhand eines NACA TM für die Standardatmosphäre das in Fortran 77 programmiert und von 0 - 30 km alle 10 Meter in eine Datei geschrieben, incl. ISA +/-. Damit habe ich gearbeitet bis zu meiner Rente vor einem Jahr...

Alles keine Hexerei

 

[Pulsar1999]

in Fortran 77 programmiert

Uiii,

Fortran 77, das weckt Erinnerungen...

 

[steinix]

was willst du denn bei 12.000m fliegerisch???