Gödecke, K.: Trägheitskoeffizienten von Bimetallen in Abhängigkeit von d. Ventilation usw, 327

Frankenberger!) zeigte experimentell, daß Dichte und Geschwindigkeit
den gleichen Einfluß auf den Wärmeübergang haben, und zwar sowohl
bei laminarer als auch bei turbulenter Strömung, d.h. die Abhängigkeit
der Trägheit von der Luftdichte kann so untersucht werden, daß die Abhängigkeit
 bei verschiedenen Geschwindigkeiten, aber konstanter Dichte festgestellt
wird. Daraus folgt dann auch, daß diese Abhängigkeit praktisch sowohl bei
Jaminarer als auch bei turbulenter Strömung gilt. Frankenberger benutzte als
Kriterium für den Strömungszustand die Reynoldssche Zahl der Außenströmung.
Das ist ohne weiteres zulässig, da die Reynoldssche Zahl einen unteren Grenzwert
 darstellt, unterhalb dem jede Störung mit der Zeit abklingt.
Latzko?®) zeigte, daß theoretisch die Gleichwertigkeit von Dichte
und Geschwindigkeit für die Trägheit nicht mehr gilt, wenn die
Strömung in der Grenzschicht turbulent ist. Dabei wird mit Grenzschicht
der dünne, über der Körperoberfläche liegende Streifen bezeichnet, in dem
die Geschwindigkeit infolge Reibung verzögert ist, Genau so wie die kritische
Reynoldssche Zahl in Rohren abhängig ist von den sog. „Anfangsstörungen“,
ist die kritische Reynoldssche Zahl der Grenzschicht eine Funktion der Turbulenz
 der zur Untersuchung benutzten Außenströmung. Bisher unveröffentlichte
Versuche des Verfassers ließen erkennen, daß die kritische Reynoldssche Zahl der
Grenzschicht bei einer ebenen, tangential angeströmten Platte in weitem Maße
durch vorgegebene Turbulenz verändert werden kann. Dadurch, daß verschiedene
Turbulenz mit dünnen und dicken Bindfäden, mit Papier- und Pappstreifen erzeugt
 wurde, schwankte die kritische Reynoldssche Zahl der Grenzschicht
zwischen R, = 300 000 und 40000, d. h., bei kleinen Werten war turbulente
Grenzschicht nur durch sehr große, künstlich hervorgerufene Turbulenz in der
Außenströmung möglich. Diese starke künstliche Turbulenz mit R. = 40000 entsprach
 etwa der Turbulenz, wie sie vom Verfasser®) in der Atmosphäre in Bodennähe
 gemessen wurde, Beim Ballonaufstieg wird dieser Turbulenzgrad in der
Vertikalen natürlich nicht erreicht, da der Ballon und der Apparat mit der
Strömung schwimmt.
Bei tangentialer Anströmung ist ein Bimetall mit einer ebenen Platte zu
vergleichen. Bildet man die kritische Reynoldssche Zahl der Grenzschicht
 für die oben besprochenen Bimetalle, so ergeben sich Werte,
die zwischen 1000 bis 10000 liegen, Werte also, bei denen das Umschlagen
von laminarer zur turbulenten Grenzschicht durch die normale Windkanalturbulenz,
 wie sie bei den Trägheitsmessungen gegeben war, nicht
erfolgt.
Es zeigt sich also, daß die Turbulenz in der Außenströmung oder
in der Grenzschicht nicht verantwortlich gemacht werden kann für
den verschiedenen Trägheitskoeffizienten des gekrümmten Bosch- und
des gestreckten Heraeus-Bimetalls, denn in beiden Fällen war die
Außenströmung turbulent, und die turbulente Grenzschicht wurde auf
der kurzen Strecke über das Bimetall nicht erreicht. Außerdem müßte
theoretisch beim Umschlagen von laminarer zur turbulenten Grenzschicht der
Trägheitskoeffizient kleiner werden, da in laminarer Strömung nur Molekularaustausch
 herrscht, während in turbulenter Strömung Turbulenzkörperaustausch
stattfindet. Praktisch wird beim Ballonaufstieg auch in größeren Höhen keine
Turbulenz in der Grenzschicht erreicht, da die Dichte mit der Höhe abnimmt
und damit auch die kritische Reynoldssche Zahl. Tatsächlich müßte & für das
gestreckte Bimetall, bei dem die turbulente Grenzschicht infolge der größeren
Länge eher eintreten müßte als beim gekrümmten, dann kleiner sein als beim
gekrümmten. Das Umgekehrte ist aber gerade der Fall,
Daß der Unterschied zwischen den Trägheitskoeffizienten auch nicht durch die
Konstanten s und e bestimmt ist, beweist folgender Versuch: In Figur I, (s. S. 328)
ist ein 0.4 mm gekrümmtes Bosch- und in Figur I, ein 0.4 mm gestrecktes
1) E. Frankenberger, Beitr. Phys. fr. Atm, Bd. 22, 1935. — %) H, Latzko, Z. angew. Mat,
Mech. 1, 1921. — 3 K. Gödecke, Ann. Hydr. u. Mar. Met. 1935, Heft 11,