flödesförhållanden

Flödesförhållanden är de omständigheter och egenskaper som beskriver ett fluidflöde i ett system. De omfattar geometrin hos kanalen eller röret, randvillkor såsom väggar och ytor samt öppningar, fluidens egenskaper (densitet, viskositet, temperatur och eventuellt kompressibilitet), samt flödesparametrar som hastighet, tryck och termodynamiskt tillstånd. Flödesförhållandena avgör hur energi, massa och moment transporteras, hur mycket tryckfall som uppstår och hur effektivt värme- eller ämnesutbyte sker.

Vanliga klassificeringar av flöden är laminar mot turbulent och stationärt mot icke-stationärt. Laminarflöden kännetecknas av ordnade skikt med lågt blandningsintensitet, medan turbulenta flöden är kaotiska och blandar vätskan kraftigt. Hur stor blandning som uppstår styrs ofta av Reynolds talet Re, som är förhållandet mellan inertialkrafter och viskös kraft: Re = rho v L / mu. I rört- och kanalflöden används även Froude talet Fr för öppna kanaler, för att bedöma subkritiskt eller superkritiskt flöde, och Mach-talet Ma för kompressibla flöden.

Andra viktiga aspekter är steady versus unsteady (tidsberoende) och uniformt versus icke-uniformt flöde, samt omflödet är enfas eller multiphas. Ytterligare indikatorer är utvecklingsgrad (fullt utvecklat kontra utvecklande flöde), och i öppna kanaler ytförhållanden som fri yta och eventuell drivkraft som gravitation.

Användningar av kunskap om flödesförhållanden finns inom rörsystem, värmeväxling, ventilation, miljöhydraulik och processindustri, där man beräknar tryckfall, hastighetsfält, turbulens och överföring av energi, värme eller ämnen. Modeller och beräkningar stöds ofta av experimentella data och CFD-simuleringar med relevanta turbulensmodeller.