Gasstromen

Gasstromen zijn stromingen waarbij gasmassa zich als geheel verplaatst ten opzichte van de omgeving. Ze worden gekenmerkt door velden van snelheid, druk, temperatuur en dichtheid en kunnen compressibel zijn, vooral bij hoge snelheden of lage drukken. De bewegingen worden beschreven met de behoudswetten van massa, momentum en energie en met de toestand van het gas (bijv. de ideale gaswet).

Ze kunnen onderverdeeld worden in vrije stromingen (bijv. atmosferische winds of jetstreams) en intern stromingen in kanalen, buizen of verbrandings- en chemische installaties. Stromingen kunnen subsonisch, transonisch of supersonisch zijn en kunnen laminaal of turbulent verlopen.

Jetstreams zijn smalle, krachtige stroken lucht in de hogere troposfeer die grote invloed hebben op weerpatronen en luchtvaart. Typische polar- en subtropische jetstreams ontstaan door temperatuurgradiënten en roteren van de aarde en kunnen snelheden bereiken die honderden kilometers per uur bedragen.

Waarneming en modellering: gasstromen worden gemeten met instrumenten als Pitot-tuben, hot-wire anemometers en moderne beeldvorming zoals schlieren of particle image velocimetry. Voor de modellering worden de conservatievergelijkingen voor massa, impuls en energie toegepast, vaak met de ideale gaswet als toestandsrelatie. Bij compressibele stroming spelen Mach- en Reynolds-getallen een belangrijke rol, en wordt vaak gebruikgemaakt van computational fluid dynamics.

Toepassingen en context: gasstromen zijn cruciaal in HVAC-systemen, verbrandingsmotoren, chemische processen en windkanalen voor testen. Pluimen en uitstoot van gassen vormen milieu- en veiligheidsaspecten die bij ontwerp en regelgeving in beschouwing worden genomen.