Callet-System bei der Arbeit

[haynrych]

der zusammenhang zwischen strömungsgeschwindigkeit und laminarer/turbolenter strömung ist leider nicht so einfach, wie du es darstellst. nicht nur bei sehr schnellen geschwindigkeiten bilden sich an unebenheiten verstärkt turbolenzen, auch eine zu langsame strömung kann, sogar an glatten oberflächen, das ende für laminare strömungszustände bedeuten. oft geht man soweit, dass man gezielt kleinste turbolenzen erzwingt, um unkontrollierbare grössere turbolenzen zu vermeiden (siehe: golfball, haifischhaut, turbobore, ... ).

[Bixel]

der zusammenhang zwischen strömungsgeschwindigkeit und laminarer/turbolenter strömung ist leider nicht so einfach, wie du es darstellst. nicht nur bei sehr schnellen geschwindigkeiten bilden sich an unebenheiten verstärkt turbolenzen, auch eine zu langsame strömung kann, sogar an glatten oberflächen, das ende für laminare strömungszustände bedeuten. oft geht man soweit, dass man gezielt kleinste turbolenzen erzwingt, um unkontrollierbare grössere turbolenzen zu vermeiden (siehe: golfball, haifischhaut, turbobore, ... ).

Die Rede ist vermutlich von Turbulenzen?

Turbolenzen findet meines Wissens nur statt, wenn einem Wasserfahrzeug wegen massiver Wassereinbrüche der Untergang droht.


.

[Trompetist]

Du wirfst Ablösung und Turbulenz durcheinander.

Turbulente Strömung bedeutet, dass innerhalb der Strömung an jeder Stelle Geschwindigkeitskomponenten in alle Richtungen vorliegen.
Dadurch werden zum Beispiel bei einer Profilumströmung die Teilchen in der Profilnahen Luftschicht
("Grenzschicht") besser mit den weiter entfernten Teilchen ausgetauscht, sodass die Geschwindigkeit nahe des Profils höher ist (=> mehr Reibung).

Ausserdem liegt turbulente Strömung länger an, als laminare. Das bedeutet, dass sie Änderungen in der Kontur besser folgen kann:
Sie löst später ab (ablösen erzeugt einen sehr hohen Widerstand und sieht so aus ).

Das Muster auf einem Golfball dient dazu, die Strömung turbulent zu machen und dadurch das abgelöste Gebiet hinter dem Golfball zu verkleinern. Die Verkleinerung des Ablösegebiets verringert dabei den Widerstand stärker, als die turbulente Strömung ihn (im Vergleich zur laminaren Umströmung einer glatten Kugel) erhöht.

[FlüTro]

In der Strömungslehre spricht man von der "vena contracta"
habe ich schon mal beschrieben.

In Kurven, an Kanten und in Randbereichen kommt es zu Verwirbelungen,
hinter den Lippen im Mundstückkessel ist das ja gewollt und o.k.,
nur davor bringt das nichts - ist sogar kontraproduktiv.

Diese können sogar gegenläufig werden.
Führt zum Beispiel dazu,
dass die passierbare Engstelle mit Anstieg des Druckes immer enger wird,
Bildgebend um 30 - 50%,
randständige Anteile sich sogar in Gegenrichtung bewegen,
und der Durchfluss mit zunemehnden Druckanstieg sogar geringer wird.

Der Trompeterling, der das nun mit Druck und Kompression überwinden will,
der kann das zwar in Einzelfällen sehr gut erzwingen
(und so klingt es dann halt auch leider oft);
die Masse wird das jedoch nicht schaffen,
mit den bekannten Phänomenen des viel zu hohen Druckes im Diskant
gepaart mit einem dünnen und unschönen Ton.

Peter

[haynrych]

Das Muster auf einem Golfball dient dazu, die Strömung turbulent zu machen und dadurch das abgelöste Gebiet hinter dem Golfball zu verkleinern. Die Verkleinerung des Ablösegebiets verringert dabei den Widerstand stärker, als die turbulente Strömung ihn (im Vergleich zur laminaren Umströmung einer glatten Kugel) erhöht.

danke für die erklärung.

aber wie ist das jetzt? kann eine strömung zu langsam werden, um laminar zu bleiben? wenn ich ein gas durch ein rohr blase, gibt es eine benötigte mindestgeschwindigkeit, als vorraussetzung für eine laminare strömung? physikunterricht ist leider schon jahrzehnte her, aber irgendwie hab' ich im hinterkopf, dass es eine mindestgeschwindigkeit für laminares strömen gibt.

wenn ich unter wasser mit einem farbstrahl arbeite, bleibt er eine relativ lange strecke schnurgerade (vgl.: laser), irgendwann wird der strahl aber zu langsam und es kommt zu verwirbelung, sodass der farbstrahl an einer bestimmten stelle abreisst:

link zum farbfadenversuch

[FlüTro]

guter Gedanke,
dass wir zu wenig strömen lassen, hätt ich jetzt ausgeschlossen (??).

Wir reden ja jetzt in erster Linie von den Ecken & Kanten im System.
und die übelste Stelle ist in der Mundhöhle,
sowie danach die Engstelle Lippen & Ansatz.

[Trompetist]

In der Strömungslehre spricht man von der "vena contracta"
habe ich schon mal beschrieben.

In Kurven, an Kanten und in Randbereichen kommt es zu Verwirbelungen,
hinter den Lippen im Mundstückkessel ist das ja gewollt und o.k.,
nur davor bringt das nichts - ist sogar kontraproduktiv.

Diese können sogar gegenläufig werden.
Führt zum Beispiel dazu,
dass die passierbare Engstelle mit Anstieg des Druckes immer enger wird,
Bildgebend um 30 - 50%,
randständige Anteile sich sogar in Gegenrichtung bewegen,
und der Durchfluss mit zunemehnden Druckanstieg sogar geringer wird.

Peter

Ich habe mal mein Strömungslehreskript rausgekramt und komme bei einer Durchmesserverringerung um 40% auf einen Druckverlust von läppischen 6,8 Pascal (Energieverluste werden bei Rohrströmungen immer als Druckverluste angegeben). Zum Vergleich: Athmosphärendruck sind etwa 100000 Pascal.
Ich habe eine Strömungsgeschwindigkeit von 5 m/s angesetzt.

Formel: Druckverlust=Verlustbeiwert*Staudruck

Verlustbeiwert=(Querschnitt/verengter Querschnitt - 1)^2
Staudruck=Dichte/2 * Geschwindigkeit^2
Dichte: Standarddichte von Luft:1.225 kg/m^3

Ich kann mir vorstellen, dass die Druckverluste im medizinischen Bereich eine Rolle spielen (Dichte von Wasser: 1000 kg/m^3) aber ich denke, bei den Geschwindigkeiten, die beim Trompeten vorherrschen, ist sowas vernachlässigbar.

aber wie ist das jetzt? kann eine strömung zu langsam werden, um laminar zu bleiben?
wenn ich unter wasser mit einem farbstrahl arbeite, bleibt er eine relativ lange strecke schnurgerade (vgl.: laser), irgendwann wird der strahl aber zu langsam und es kommt zu verwirbelung, sodass der farbstrahl an einer bestimmten stelle abreisst:
link zum farbfadenversuch

Soweit ich weiß gibt es nur eine Höchstgeschwindigkeit für laminare Strömungen, und das ist etwa die, bei der die kritische Reynoldszahl erreicht wird.
In dem von dir geposteten Link steht auch, dass mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit irgendwann der Umschlag laminar/turbulent eintritt.

Zu dem Farbstrahl: du schießt quasi einen Farbstrahl durch ruhendes Wasser?
Dann würde ich behaupten, dass der Strahl durch Bewegungen im Wasser immer abgelenkt wird, man das bei einer hohen Geschwindigkeit allerdings weniger deutlich sieht, da der Strahl in der Zeit, in der er einen zentimeter nach links abgelenkt wurde, einen meter nach vorne geströmt ist.
Bei langsameren Geschwindigkeiten verringert sich dann das Verhältnis von Strahlgeschwindigkeit/Störgeschwindigkeiten.

Sorry, wenn das hier alles etwas ausschweift.

[haynrych]

nach meiner beobachtung wird der strahl durch trägheit, reibung und druckausgleich gebremst und verliert in folge irgendwann seine richtung, wird also turbUlent (danke bixel). ähnlich wie beim ausblasen des rauchs aus dem mund des rauchers, oder wie beim strahl eines hochdruckreinigers. je näher man beim hochdruckreiniger der düse kommt, desto schärfer ist der strahl. ist ein wasserstrahl scharf genug, kann man damit sogar sehr gut hochfeste metalle schneiden, teilweise deutlich risikoärmer als mit schneidbrennern.

beim trompeten wird das phänomen gerne als fokus bezeichnet, je gebündelter und stabil gerichteter die pulsierende luft die lippenöffnung passiert, desto effektiver wird die energie in längsrichtung übertragen. eine lange, gleichbleibend dünne, düse an der austrittsöffnung sorgt, ähnlich wie auch eine enge backbore, für eine stabile ausrichtung. international wird das gerne auch als aperture funnel bezeichnet. leute die das übertreiben bekommen zwar eine extreme range, die kosten dafür sind aber ein steriler sound, der an roboter erinnert.

http://www.trumpetcollege.com/audio/7.WAV

___


beliebte übungen für eine stabile ausrichtung: papier an die wand blasen nach burba und kerzen in grossen entfernungen ausblasen nach "?????" (uralt). burba zeigt auf seiner DVD, wie er mit der zunge eine rinne bildet, womit er einen derart scharfen luftstrahl erzeugen kann, dass sich in seiner unterlippe ein grübchen bildet.

[FlüTro]

Hallo Trompetist,

mit ´ner Formel aus dem Lehrbuch genommen und einfach mal angewandt,
da habe ich zu Schul- und Studienzeiten immer nur schlechte Erfahrungen gemacht.

Deine Berechnung würde ja sagen, dass Verwirbelungen keine Kräfte entfalten.
In der Autoindustrie hat sich um dieses Thema die Aerodynamik etabliert,
und die Luftfahrt - diese Verwirbelungen heben ja Jumbos in die Höhe.

Ansatz:

neben der Frage Verwirbelungen in der Mundhöhle vor den Lippen,
vielleicht auch das thema Verwirbelung bis in die Ansatzöffnung.
Vielleicht ist der entstehende intermittierende Sog auf die Lippen
genau das, was dazu führt, dass dieser Aperture meist zu klein wird,
vor allem obenraus und deshalb man denken solle "eher aufmachen nach oben".
das würde auch erklären, warum man mit der TCE-Denke
diese Probleme weniger haben könnte.

Peter


P.S.:
und Guten Morgen haynrych,
aperture funnel - das isses,
dafür braucht man die Zunge,
und damit haste dann auch Null-Druck-auf-den-Zähnen
Ist nur sauschwer, erst mal jahrelang frustrierend,
muss völligst idiotisch stundenlang geübt werden,
ist aber toll, wenn es dann anfängt zu funktionieren.
Vielleicht war deshalb der harry james so gut,
der hatte wohl nämlich enorme Zahnprobleme,
und konnte/durfte da garnicht aufstützen.

[Trompetist]

Hallo Trompetist,

mit ´ner Formel aus dem Lehrbuch genommen und einfach mal angewandt,
da habe ich zu Schul- und Studienzeiten immer nur schlechte Erfahrungen gemacht.

Deine Berechnung würde ja sagen, dass Verwirbelungen keine Kräfte entfalten.
In der Autoindustrie hat sich um dieses Thema die Aerodynamik etabliert,
und die Luftfahrt - diese Verwirbelungen heben ja Jumbos in die Höhe.

Nur dass die Formel in meinem Fall genau das beschreibt, was du vena contracta gemeint hast.
Mir ging es nur darum, darzustellen, warum bei den recht niedrigen Geschwindigkeiten, von denen ich denke, dass sie in der Mundhöhle herrschen, solche Phänomene keine große Rolle spielen.
In der Luftfahrt sind zum einen die Geschwindigkeiten sehr viel höher, was quadratisch in die aerodynamischen Kräfte eingeht, zum anderen will man gerade Verwirbelungen vermeiden, da sie nur Widerstand erzeugen. Aber darüber, wie Auftrieb erzeugt wird, brauchen wir jetzt nicht zu diskutieren, da sagt ohnehin jeder was anderes.

Abgesehen davon: ich nehm jetzt meine Kanne und achte drauf, dass sie gut klingt und ich mich beim spielen gut und entspannt fühle, das ist mit Sicherheit wichtiger als irgendwelche fragwürdigen Verwirbelungen in der Mundhöhle.

[Sebbel]

@trompetist
Man muss aber bedenken, dass bei der Formel von einer perfekt konisch geformten Röhre ausgegangen wird. Dass dort deutlich weniger Turbulenzen entstehen ist ja klar. Und der Athmossphärendruck ist als Vergleich, denke ich, etwas unpassend. Der zusätzliche Druck, der beim Trompetespielen entsteht, beträgt so um die 800 Pascal. Da fallen die 6,8 Pascal der Formel schon deutlich mehr ins Gewicht als gegenüber 100000 Pascal.
Auf jeden Fall finde ich es super, dass einer, der sich mit Physik auskennt mit im Forum ist. Deine Beiträge gefallen mir sehr gut.

Ich vermute eher, dass die Veränderung der Resonanzverhältnisse infolge der Verkleinerung der Mundhöhle Einfluss auf die Schwingungsbereitschaft der Lippen für bestimmte Frequenzen nimmt.

Diesen Satz finde ich so ähnlich wie: "Wärme dehnt sich aus. Deshalb sind im Sommer die Tage länger."
Es klingt irgendwie logisch, ist es aber nicht.

[Trompetist]

@trompetist
Man muss aber bedenken, dass bei der Formel von einer perfekt konisch geformten Röhre ausgegangen wird.Und der Athmossphärendruck ist als Vergleich, denke ich, etwas unpassend. Der zusätzliche Druck, der beim Trompetespielen entsteht, beträgt so um die 800 Pascal. Da fallen die 6,8 Pascal der Formel schon deutlich mehr ins Gewicht als gegenüber 100000 Pascal.
Auf jeden Fall finde ich es super, dass einer, der sich mit Physik auskennt mit im Forum ist. Deine Beiträge gefallen mir sehr gut.

Auch dann kann ich 1% zusätzlichen Druck locker mit meiner Rumpfmuskulatur bereitstellen.
Auch ist klar, dass die Formel, die von einem konischen Rohr mit übergangsloser Querschnittsverengung ausgeht, die Mundröhre nicht gut darstellt.
Ich wollte nur zeigen, in welcher Größenordnung von aerodynamischen Kräften wir uns befinden.
Ansonten: freut mich sehr, wenn dir meine Beiträge gefallen!

[Bernhard]

Was ein "Aperture Funnel" sein soll weiss ich nicht, vermutlich einfach eine andere Bezeichnung für einen "fokussierten Ansatz", aber eines ist klar: Je effizienter der Ansatz arbeitet, desto weniger Luftdruck und auch Luftfluss wird benötigt.

Folgendes Experiment wurde am IWK in Wien durchgeführt:

35 Trompeter, eingeteilt in 5 Gruppen (Anfänger, ungeübte Amateure, fortgeschrittene Amateure, Studenten, Profis aus Klassik und Jazz). Die Probanden spielen ein g2 mit einer Lautstärke von 100dB).

Ergebnis: (Ungebübte) Amateure benötigen dafür ca. den doppelten Luftdruck und fast den 3-fachen (!) Durchfluss verglichen mit Profis.

Quelle: http://iwk.mdw.ac.at/Forschung/pdf_date ... r-Diss.pdf (Kapitel 5.1 ff).

[Puukka]

Ergebnis: (Ungebübte) Amateure benötigen dafür ca. den doppelten Luftdruck und fast den 3-fachen (!) Durchfluss verglichen mit Profis.

Das finde ich hochinteressant!
Denn es würde für mich erklären, weshalb es so haushohe Unterschiede zwischen den Trompetern gibt.
Also die, die sich das ganze Leben abmühen, um halbwegs Arban Etüden spielen zu können (z.B ich ) und diejenigen, die Arban als kleines Häppchen verschlingen um weiterzugehen.
Das würde die Talentfrage auch in die Richtung lenken, dass die Leute mehr oder weniger "das Talent" haben, ökonomisch und effizient zu spielen.
Herbert

[FlüTro]

aperture funnel
bedeutet nach meinem Verständnis & Erfahrung (+/-),
dass sich das MP ca 7 - 10 mm vor der Zahnreihe befindet,
und Zunge und Lippen
diesen Luftstrom ganz gezielt & gebündelt (fokusiert?)
in das MP leiten

Oder ?

Peter


P.S.:
warum soviel Theorie,
für mich, weil ich dann technisch und klanglich
nicht zufällig sondern zuverlässig das Ergbenis (zumindest meist)
kriege, das ich haben möchte.