Gassstrøm

Gassstrøm er bevegelsen av gassmolekyler gjennom et medium, i et rørsystem eller mellom områder med ulikt trykk og temperatur. For å beskrive gassstrømning brukes kontinuitetsligning og grunnleggende prinsipper i fluiddynamikk. Masseflyten ṁ er lik produktet av tetthet ρ, tverrsnitt A og hastighet v: ṁ = ρ A v. Tettheten kan relateres til trykk og temperatur via idealgass-ligningen ρ = p/(R T), der R er gasskonstanten og T er temperatur.

Kjernen av begreper i gassstrøm er strømregime (laminar eller turbulent), kompressibilitet og trykkfall. Ved laminar strømning dominerer viskositet, og Reynolds-tallet Re = ρ v D / μ styrer overgangen til turbulent strømning. Mach-tallet M = v / a, der a er lydhastigheten i gassen, viser hvor viktig kompressibilitet er; ved høyere M blir tetthetsendringer og trykkvariasjoner betydelige. Ved svært høye hastigheter kan massestrømmen bli begrenset av et trangt parti i systemet (choked flow), slik at ṁ blir begrenset uavhengig av nedstrøms trykk.

Trykkfall i rør skyldes friksjon og strømningsutvidelser; det kan estimeres med ulike modeller, for eksempel formelen Δp = f (L/D) (ρ v^2/2) i friksjonsdominerte rør. Målemetoder for gassstrøm inkluderer orificeplater, venturi, rotorbaserte målere og ultralydsensorer, som gir masse- eller volumstrøm.

Anvendelser omfatter ventilasjon og klimaanlegg, prosessindustri, petroleumssektoren, energisystemer og fly- og romfart. Gassstrøm er et grunnleggende tema i fluiddynamikk og termodynamikk, og modellene tilpasses materialegenskaper og driftsforhold.