Wechselsprung
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Der Wechselsprung (auch Hydraulischer Sprung) ist ein Begriff aus der Hydraulik. Es handelt sich um ein Phänomen, das bei Gerinneströmung auftritt.
Wenn der Abfluss in einem Gerinne langsamer ist als die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Störungen (Wellen), dann wird dies als strömender oder unterkritischer Abfluss bezeichnet.
Wenn der Abfluss schneller als die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Störungen erfolgt, dann wird dies als schießender oder überkritischer Abfluss bezeichnet.
Ein strömender Abfluss entspricht einer Froude-Zahl
- v = mittlere Geschwindigkeit,
- g = Erdbeschleunigung,
- h = Wassertiefe.
Ein schießender Abfluss entspricht einer Froude-Zahl Fr > 1.
Als Wechselsprung wird der Übergang vom schießenden zum strömenden Abfluss bezeichnet. Hier tritt ein sprunghafter Änderung der Geschwindigkeit und der Wassertiefe auf. Ein hydraulischer Sprung ist z. B. die Wasserwalze.
Ein analoges Phänomen sind Stoßwellen in Gasströmungen. Der Froude-Zahl in Gerinneströmungen entspricht dabei die Mach-Zahl in Gasen.
[Bearbeiten] Literatur
[1] H. Jirka, et. al., Gerinnehydraulik, Institut für Hydromechanik der Universität Karlsruhe, 2005