Flödesändringar

Flödesändringar är variationer i hur vätska eller gas flyter genom ett system. De kan innefatta förändringar i volymflöde, hastighet, riktning och flödesmönster, såsom övergången från laminärt till turbulent flöde eller pulsativa flöden i hjärt- och kärlsystem.

I tekniska och naturvetenskapliga sammanhang uppstår flödesändringar när tvärsnittsarean ändras, tryckskillnader varierar, viskositeten förändras eller när gränsytor och konstruktioner som ventiler, pumpar eller hinder påverkar flödet. I hydrologi och infrastruktur påverkas flödet av nederbörd, dammläckage och nätverkskomponenter.

Principen om kontinuitet innebär att volymflödet Q förblir konstant längs ett slutet rör: Q = vA. Om tvärsnittsarean A ökar minskar hastigheten v, och omvänt. Sådana förändringar kan också skapa energiförluster och bidra till övergångar mellan laminärt och turbulent flöde. I kroppen påverkar flödesändringar perfusion och skjuvspänning i blodkärlen.

Mätnings- och analysmetoder varierar mellan områden. Vanliga mått är volymflöde (Q), medelhastighet och Reynolds-tal. Diagnostiska verktyg inkluderar Doppler-ultraljud, magnetresonansflödesavbildning (phase-contrast MRI) och flödesbaserad CT, medan matematisk modellering ofta används i simuleringar.

Exempel: en förträngning i ett blodkärl ökar flödeshastigheten vid det minskade tvärsnittet och minskar hastigheten där tvärsnittsarean ökar. I vattenkraftverk och rörsystem kan öppning eller stängning av ventiler drastiskt förändra flödet och trycket. I naturen ger regn och snabba förändringar i vattenföring upphov till variationer i vattendrag.