Gjennomsnittsstrømningshastighet

Gjennomsnittsstrømningshastighet er en størrelse som beskriver den karakteristiske hastigheten til et fluid i en strømning ved å ta hensyn til hastighetsfordelingen over et tverrsnitt. Den vanligste definisjonen er volumetrisk strømning delt på tverrsnittets areal: v̄ = Q/A, der Q er volumstrømningen og A er tverrsnittet.

Matematisk kan man skrive v̄ som det arealaverte middelverdien av hastighetsfeltet over A: v̄ = (1/A) ∫_A u dA, og Q = ∫_A u dA = v̄ A. Dermed avhenger gjennomsnittsstrømningshastigheten av hvordan hastigheten fordeler seg over tverrsnittet. Hvis hastigheten er konstant over området ( plug flow ), er v̄ lik hastigheten i hvert punkt.

I laminær rørstrømning (sirkulært tverrsnitt) er det vanlig at v̄ er halvparten av den maksimale hastigheten (v̄ = vmax/2). I åpne kanaler og ved turbulente profiler varierer forholdet mellom v̄ og den lokale eller maksimale hastigheten, og blir ofte beskrevet ved empiriske profiler eller generelle profiler (for eksempel power-law).

Bruksområder omfatter vann- og gassførende rør, ventilasjons- og kjøleanlegg, samt åpne kanaler og elver, der gjennomsnittsstrømningshastigheten er sentral for å beregne volumstrømning, trykkfall og energibehov. Måleteknikker inkluderer Pitot-tube, elektromagnetiske og ultralydbaserte flowmetoder og analyse av hastighetsprofiler i CFD.