Væskestrøm

Væskestrøm refererer til bevægelsen af væsker gennem rum som rør, kanaler eller naturlige passager. Begrebet er centralt i fluidmekanik og hydraulik og beskriver, hvordan volumen og masse af en væske flyttes over tid som følge af kræfter som tryk og grænseforhold.

I fundamentet for væskestrøm ligger bevaring af masse (kontinuitetsligningen). For inkompressible væsker som vand er densiteten konstant, og flowet følger ∇·v = 0. Den dynamiske adfærd beskrives af Navier–Stokes-ligningen, som balancerer trykgradienter, viskositet og ydre kræfter. Væskens viskositet beskriver dens indre modstand mod deformation; lavviskøse væsker strømmer lettest. Ved lave hastigheder er strømningen ofte laminar og forudsigelig, mens turbulens kan opstå ved højere hastigheder eller i komplekse geometrier.

Flow kan være laminar eller turbulent. Reynolds tal bruges til at karakterisere tilstanden. I rør kan laminar flow ofte beskrives ved specifikke regler som Poiseuille-ligningen, som giver forholdet mellem trykfald, rørets dimensioner og volumenstrømningsrate for en cirkulær rørsektion. Open-channel-flow følger andre regler og kan være mere komplekst, især hvis hældning og dækningsgrad ændres.

Forskellige væsker viser forskellig opførsel. Newtonianske væsker som vand har konstant viskositet, mens non-Newtonianske ændrer viskositeten med shear rate (for eksempel tyk væske eller hældende materiale). Måling af væskestrøm udføres i volumetrisk strøm Q (m^3/s) eller masseflow ṁ (kg/s). Målemetoder inkluderer venturi-, Pitot-rør og ultralydsflowmålere.

Anvendelser omfatter vandforsyning, spildevandsbehandling, varmevekslere, kemisk industri og biomedicinske systemer som blodgennemstrømning. Studiet kombinerer teoretiske modeller og numeriske metoder, såsom CFD, for at forudsige strømme og tryk i komplekse systemer.

---