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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 54: Fluide

DY 54.4: Vortrag

Freitag, 27. März 1998, 11:15–11:30, H3

Der Dichte-Oszillator: Theoretische Beschreibung und Vergleich mit dem Experiment — •Adrian Lange¹, O. Steinbock², I. Rehberg², and A. Engel¹ — ¹Inst. für Theo. Physik, Univ. Magdeburg, Postfach 4120, D-39108 Magdeburg — ²Inst. für Exp. Physik, Univ. Magdeburg, Postfach 4120, D-39108 Magdeburg

Beim Dichte-Oszillator in einer lange dünne Kapillare strömen alternierend eine schwere Flüssigkeit nach unten und eine leichte Flüssigkeit nach oben (Experiment: siehe Vortrag O. Steinbock). Die Zeitpunkte des Strömungswechsels sind durch kritische Geschwindigkeiten bzw. kritische Höhen für die jeweiligen Flüssigkeiten gekennzeichnet. Basierend auf einem verwandten Problem [1] werden unter der Voraussetzung eines stationären Poiseuille-Flußes die entsprechenden hydrodynamischen Gleichungen und die analytische Lösungen für das Geschwindigkeitsprofil bestimmt. Dem stationären Fluß wirkt eine Störung in Form des Dichte- unterschiedes zwischen den Flüssigkeiten entgegen. Das Verhältnis von Flußrate zu Dichteunterschied wird durch den Parameter α beschrieben. In Abhängigkeit von α werden die kritischen Größen für den Wechsel der Strömungsrichung bestimmt. Die berechneten Werte sind in guter Übereinstimmung mit den experimentellen Werten.

[1] T. Mahmood, J. H. Merkin, Heat and Mass Transfer 24, 257 (1989)