Was passiert bei horizontalen Strömungen?

Zunächst vereinfacht sich die Bernoulligleichung zu

p + v² = konstant,

da der Höhenunterschied h₂ - h₁ identisch 0 ist (Abb. ).

Abbildung: Waagrechte Röhre mit variierenden Querschnitt

Die Strömungsgeschwindigkeit ist abhängig von der Querschnittsfläche. Im Röhrenabschnitt mit dem kleineren Querschnitt erwarten wir die grössere Geschwindigkeit. Als Konsequenz muss der statische Druck dort geringer sein.
Experimentell kann man die Theorie mit Hilfe eines in der Mitte verengten oder erweiterten Rohres, des Venturi¹rohres, veranschaulichen (vgl. Stromlinienbild 3). Das an das Venturirohr angebrachte U-Rohr ist auf der linken Seite mit einer dünnen Glasröhre (Durchmesser 63 mm) und auf der rechten Seite mit einer dickeren Glasröhre (Durchmesser 163 mm) verbunden.

Abbildung 2: Venturirohr mit U-Rohr (Video 3,5 MB oder Video 1,4 MB)

Im U-Rohr befindet sich Flüssigkeit (Wasser). Lassen wir die Röhre von Druckluft durchströmen, ist zu erwarten, dass sich die Flüssigkeitssäule bewegt. Die linke Seite ist mit dem engeren Abschnitt verbunden. Hier stellt sich jetzt ein Unterdruck (im Vergleich zu rechts) ein. Als Folge verschiebt sich die Wassersäule nach oben. Der breitere Bereich des Venturirohrs ist mit der rechten Seite des U-Rohrs verbunden (siehe Abb. ). An dieser Stelle wird das Wasser nach unten gedrückt, als Folge des grösseren Druckes. Die Wassersäule erreicht so einen Höhenunterschied h von ca. 1 cm. Erhöht man den Volumenstrom der Druckluft kann sogar ein Höhenunterschied von h = 3cm erreicht werden.

Abbildung 3: Stromlinien eines beidseitig verengten Kanals (Video 3,3 MB oder Video 0,7 MB)

Als Merkregel gilt:

In einer stationären, inkompressiblen, horizontalen Strömung eines idealen Fluids steigt der statische Druck p_s an, wenn die Strömungsgeschwindigkeit sinkt.