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Der '''Barker-Effekt''' ist ein Effekt in der [[Strömungslehre|Strömungsmechanik]], der zu Messfehlern beim Einsatz von [[Pitotrohr]]en und [[Prandtlrohr]]en bei geringen [[Reynoldszahl]]en führen kann. Der Barker-Effekt wurde erstmals 1922 von [[Muriel Barker]] beschrieben.<ref>{{Literatur|Autor=Muriel Barker|Titel=On the Use of Very Small Pitot-Tubes for Measuring Wind Velocity|Sammelwerk=Proceedings of the Royal Society of London. Series A|Band=101|Nummer=712|Jahr=1922|Seiten=435–445|DOI=10.1098/rspa.1922.0055}}</ref> | Der '''Barker-Effekt''' ist ein Effekt in der [[Strömungslehre|Strömungsmechanik]], der zu Messfehlern beim Einsatz von [[Pitotrohr]]en und [[Prandtlrohr]]en bei geringen [[Reynoldszahl]]en führen kann. Der Barker-Effekt wurde erstmals 1922 von [[Muriel Barker]] beschrieben.<ref>{{Literatur|Autor=Muriel Barker|Titel=On the Use of Very Small Pitot-Tubes for Measuring Wind Velocity|Sammelwerk=Proceedings of the Royal Society of London. Series A|Band=101|Nummer=712|Jahr=1922|Seiten=435–445|DOI=10.1098/rspa.1922.0055}}</ref> | ||
Die Messung mit Pitotrohren beruht darauf, dass im Staupunkt eines kleinen in der Strömung platzierten Rohres der Gesamtdruck <math>p_\text{gesamt}</math> gemessen wird. Bei einem relativ hohen Einfluss der [[Viskosität]] (Zähigkeit) des [[Fluid]]s, also bei niedrigen Reynoldszahlen ''Re'', wird im Staupunkt ein höherer Druck als der Gesamtdruck der ungestörten Anströmung gemessen. Das ist damit erklärbar, dass der Stromfaden, der zum Staupunkt hin verzögert wird, einem viskosen Impulstransport unterliegt, also durch die Zähigkeit des umgebenden Fluids gewissermaßen „mitgerissen und angetrieben“ wird. | Die Messung mit Pitotrohren beruht darauf, dass im Staupunkt eines kleinen in der Strömung platzierten Rohres der Gesamtdruck <math>p_\text{gesamt}</math> gemessen wird. Bei einem relativ hohen Einfluss der [[Viskosität]] (Zähigkeit) des [[Fluid]]s, also bei niedrigen Reynoldszahlen ''Re'', wird im Staupunkt ein höherer Druck als der Gesamtdruck der ungestörten Anströmung gemessen. Das ist damit erklärbar, dass der Stromfaden, der zum Staupunkt hin verzögert wird, einem viskosen Impulstransport unterliegt, also durch die Zähigkeit des umgebenden Fluids gewissermaßen „mitgerissen und angetrieben“ wird. | ||
Der Effekt spielt für Pitotrohre ab <math>Re < 100</math> und für Prandtlrohre ab <math>Re < 400</math> eine Rolle. Dabei wird die Reynoldszahl ''Re'' mit dem Außendurchmesser ''D'' des Pitot- bzw. Prandtlrohrs gebildet. | Der Effekt spielt für Pitotrohre ab <math>Re < 100</math> und für Prandtlrohre ab <math>Re < 400</math> eine Rolle. Dabei wird die Reynoldszahl ''Re'' mit dem Außendurchmesser ''D'' des Pitot- bzw. Prandtlrohrs gebildet. | ||
::<math>Re = \frac{u \cdot D}{\nu}</math> | ::<math>Re = \frac{u \cdot D}{\nu}</math> | ||
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*<math>u</math> der Geschwindigkeit der ungestörten Anströmung | * <math>u</math> der Geschwindigkeit der ungestörten Anströmung | ||
*<math>D</math> dem Außendurchmesser des Pitot- bzw. Prandtlrohrs | * <math>D</math> dem Außendurchmesser des Pitot- bzw. Prandtlrohrs | ||
*<math>\nu</math> der kinematischen Viskosität des Fluids | * <math>\nu</math> der kinematischen Viskosität des Fluids | ||
Die auftretende Abweichung durch den Barker Effekt lässt sich näherungsweise beschreiben mit<ref>H. Eckelmann: ''Einführung in die Strömungsmesstechnik.'' Teubner, Stuttgart 1997, ISBN 3-519-02379-2.</ref> | Die auftretende Abweichung durch den Barker-Effekt lässt sich näherungsweise beschreiben mit<ref>H. Eckelmann: ''Einführung in die Strömungsmesstechnik.'' Teubner, Stuttgart 1997, ISBN 3-519-02379-2.</ref> | ||
::<math>\frac{p_\text{gesamt} - p_\text{stat}}{{\frac{\rho}{2}}u^2}=1+\frac{6}{Re}</math> | ::<math>\frac{p_\text{gesamt} - p_\text{stat}}{{\frac{\rho}{2}}u^2}=1+\frac{6}{Re}</math> | ||
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*<math>p_\text{gesamt}</math> dem Gesamtdruck, | * <math>p_\text{gesamt}</math> dem Gesamtdruck, | ||
*<math>p_\text{stat}</math> dem [[statischer Druck|statischen Druck]] | * <math>p_\text{stat}</math> dem [[statischer Druck|statischen Druck]] | ||
*<math>\rho</math> der Dichte des Fluids | * <math>\rho</math> der Dichte des Fluids | ||
==Literatur== | == Literatur == | ||
* H. Eckelmann: ''Einführung in die Strömungsmesstechnik.'' Teubner, Stuttgart 1997, ISBN 3-519-02379-2<!--Seiten?-->. | * H. Eckelmann: ''Einführung in die Strömungsmesstechnik.'' Teubner, Stuttgart 1997, ISBN 3-519-02379-2<!--Seiten?-->. | ||
* H. Schlichting, K. Gersten: ''Grenzschicht-Theorie.'' Springer, Berlin 1997, ISBN 3-540-55744-X<!--Seiten?-->. | * H. Schlichting, K. Gersten: ''Grenzschicht-Theorie.'' Springer, Berlin 1997, ISBN 3-540-55744-X<!--Seiten?-->. | ||
==Einzelnachweise== | == Einzelnachweise == | ||
<references /> | <references /> | ||
[[Kategorie:Strömungsmechanik]] | [[Kategorie:Strömungsmechanik]] | ||
Der Barker-Effekt ist ein Effekt in der Strömungsmechanik, der zu Messfehlern beim Einsatz von Pitotrohren und Prandtlrohren bei geringen Reynoldszahlen führen kann. Der Barker-Effekt wurde erstmals 1922 von Muriel Barker beschrieben.[1]
Die Messung mit Pitotrohren beruht darauf, dass im Staupunkt eines kleinen in der Strömung platzierten Rohres der Gesamtdruck $ p_{\text{gesamt}} $ gemessen wird. Bei einem relativ hohen Einfluss der Viskosität (Zähigkeit) des Fluids, also bei niedrigen Reynoldszahlen Re, wird im Staupunkt ein höherer Druck als der Gesamtdruck der ungestörten Anströmung gemessen. Das ist damit erklärbar, dass der Stromfaden, der zum Staupunkt hin verzögert wird, einem viskosen Impulstransport unterliegt, also durch die Zähigkeit des umgebenden Fluids gewissermaßen „mitgerissen und angetrieben“ wird.
Der Effekt spielt für Pitotrohre ab $ Re<100 $ und für Prandtlrohre ab $ Re<400 $ eine Rolle. Dabei wird die Reynoldszahl Re mit dem Außendurchmesser D des Pitot- bzw. Prandtlrohrs gebildet.
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Die auftretende Abweichung durch den Barker-Effekt lässt sich näherungsweise beschreiben mit[2]
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