folyadékátáramlását

Folyadékátáramlás alatt egy folyadék mozgását értjük egy közegben vagy adott rendszerben. Az áramlást általában nyomáskülönbség, gravitáció vagy külső erők hozhatják létre, és erősen függ a közeg sűrűségétől és viszkozitásától, a vezető vagy út geometriájától, valamint a hőmérséklettől és a felületi feszültségtől. A mozgás megértéséhez alapvető szerepet játszik a tömegmegmaradás és a dinamika, amelyeket alacsonyabb rendű modellekkel vagy teljes Navier–Stokes egyenletekkel írhatunk le.

A jelenség leírására különböző modellek állnak rendelkezésre. Áramlásoknál gyakran alkalmazható a kontinuitási egyenlet, amely a tömegmegmaradást fejezi ki, és a Navier–Stokes egyenletek, amelyek a mozgást a nyomásgradiens, a sűrűség és a viszkozitás hatásain keresztül írják le. Porózus közegben gyakran alkalmazzák Darcy törvényét, amely szerint a folyadékáramlás mértéke arányos a nyomásgradienssel és a közeg permeabilitásával: Q = -(k A / μ) dP/dx.

Áramlás terén fontos a Reynolds-szám meghatározása, amely alapján megkülönböztethetők a laminaris és a turbulens áramlások. Különleges esetekben, például zárt csőben vagy microfluidikában, Poiseuille-szerű áramlás figyelhető meg, amely lineáris nyomásgradienshez és állandó keresztmetszethez kötött. Kapilláris hatások esetén Jurin-törvény írja le a felhajtott magasságot: h = (2 σ cosθ) / (ρ g r).

A folyadékátáramlás jelentős szerepet játszik a vízellátásban, hidraulikában, hőkezelésben, mikrofluidikában és a talajvíz mozgásának megértésében. A mérés és a számítás terén alapvető eszközök közé tartozik a kísérleti áramlás-analízis, a CFD-szimuláció és a különféle mérési technikák.