Folyadékáram

Folyadékáram vagy folyadékáramlás a folyadékok mozgása térben és időben. A jelenséget a sebességmező v(x,t) írja le, és fontos kapcsolódó mennyiségek a térfogatszámláló áramlási sebesség és a volumetrikus vagy tömegáram. A mozgást a tömegmegmaradás és az erőhatások írják le.

Az alapvető egyenletek közül a kontinuitási egyenlet a tömegmegmaradást írja le. Incompressibilis folyadékok esetén ∇·v = 0, míg általánosan ∂ρ/∂t + ∇·(ρ v) = 0. Az impulzusmegmaradásból ered a Navier–Stokes egyenlet: ρ Dv/Dt = −∇p + μ ∇^2 v + ρ g + egyéb erők, ahol Dv/Dt a conviktív időderivált, p a nyomás, μ a dinamikus viszkozitás, g pedig a gravitáció.

Áramlási módok: laminaris és turbulens, steady (állandó) vagy unsteady ( változó). Incompressibilis folyadékokra gyakran használják a Reynolds-számot Re = ρ v L / μ a viselkedés megítélésére. Bernoulli-elv ideális inviscid, egyenletes áramlásra igaz megkülönböztetett pontok között. Nyílt- és zárt áramlási rendszerekben eltérő modelleket alkalmaznak, például nyomás-ellenőrzött cső vagy nyílt vízfolyás esetén.

Mérő- és modellezési eszközök: volumetrikus áramlás Q, tömegáram ṁ = ρ Q. Szabályozás és tervezés során gyakran használják Hagen–Poiseuille törvényt laminaris csőáramlásra, és Darcy–Weisbach-féle fejveszteséget a csőhálózatokban. Alkalmazási területek közé tartozik a hidraulika, vegyipar, HVAC, autó- és repülőgéppiac, valamint biomedicina.