fluidflöde

Fluidflöde är rörelsen av vätskor eller gaser inom ett definierat utrymme, till exempel i ett rör, över en yta eller i öppet fält. Flödets lokala hastighet beskrivs av ett hastighetsfält u(x,t), och man talar ofta om volymflöde Q eller massflöde ṁ som anger hur mycket som passerar per tidsenhet.

Flöden klassificeras vanligtvis som laminära eller turbulenta. Laminärt flöde består av smidiga, parallella lager med liten blandning, medan turbulens kännetecknas av oreda och virvlar. Reynolds tal används för att bedöma flödets karaktär: Re = ρvL/μ; låga Re ger laminärt flöde och höga Re ökar sannolikheten för turbulent. Andra specialfall inkluderar inkompressibelt respektive kompressibelt flöde samt Newtonianska respektive icke-Newtonianska vätskor.

De grundläggande fysikaliska lagarna bakom fluidflöde är kontinuitetsjämvikten och rörelsemekanisterna som beskrivs av Navier–Stokes-ekvationerna. För inkompressibla, Newtonianska vätskor kan man ofta förenkla modellen till att beskriva mantel och väggars påverkan. I vissa idealiserade fall används potentialflöde eller laminar Poiseuille-flöde som exempel för visuell och analytisk förståelse.

Mätning och enheter: volymflöde Q mäts i kubikmeter per sekund och massflöde ṁ i kilogram per sekund. Vanliga mätmetoder omfattar venturi-, pitot- och differentialtrycksmätning samt olika typer av flödesmätare. Flödet påverkas av tryckskillnader, viskositet, densitet, geometri och närvaro av gränsskikt.

Användningar finns inom hydraulik, ventilation och kylsystem, flyg- och fordonsdesign samt medicinsk forskning kring blodflöde och olika geofysiska samt miljömässiga processer.

---