Kaasuvirroista

Kaasuvirroista tarkoitetaan kaasun liike tilassa, jossa paine- tai lämpötilaerot ajavat virtausta. Kaasut voivat virrata monissa yhteyksissä, kuten moottoreiden pakokaasussa, teollisissa prosesseissa tai luonnossa tulivuorten päästöissä sekä ilmakehän virtauksissa. Virtaussuunta ja -nopeus sekä sekoittuminen ympäristön kanssa riippuvat kaasun ominaisuuksista ja olosuhteista.

Kaasuvirrat voivat olla subsonisia tai supersonisia, laminaarisia tai turbulentteja. Virta kuvataan usein massan, momentumin ja energian säilymisen lausekkein; tilannetta luokitellaan Mach-luvun ja Reynolds-luvun perusteella. Kompressiollisissa tapauksissa tiheyden muutokset ovat keskeisiä.

Esimerkkejä kaasuviroista ovat moottoreiden päästöt ja suuttimien kaasuparvet, teollisuuden kaasunjohdot sekä luonnonilmiöissä tulivuorten kaasupäästöt ja ilmakehän pluumit. Kaasujen virta vaikuttaa sekoittumiseen, lämmönsiirtoon ja ympäristön painejakautumiseen.

Mittauksessa käytetään Schlieren-kuvausta, hajautettuja PIV-menetelmiä sekä kaasun pitoisuutta mittavia menetelmiä. Lisäksi tärkeänä työkaluna ovat laskennalliset mallinnukset eli Computational Fluid Dynamics (CFD), jotka simuloivat virtausta ja sekoittumista.

Kaasuvirroista ja niiden hallinnasta saadaan hyötyä turvallisuuden, polttoaineen käytön tehokkuuden sekä ympäristövaikutusten hallinnan parantamisessa sekä suunnittelussa että ympäristömallinnuksessa.