gaasivoolus

Gaasivoolus tarkoittaa kaasun liikettä ja virtausta tietyn poikkipinta-alan läpi. Siihen liittyy sekä tilavuusvirta Q:ta että massa-virta ṁ:ää. Tilavuusvirta ilmaisee kaasun tilavuuden, joka kulkee poikkipinta-alan läpi ajassa, kun taas massa-virta mittaa kaasun massan kulkua aikayksikköä kohti. Suhteet ovat ṁ = ρ Q, missä ρ on kaasun tiheys. Tiheys puolestaan riippuu paineesta ja lämpötilasta.

Gaasivoolussa käytetään usein sekä nestemäisen että kaasumaiseen virtausta kuvaavia mittasuhteita. Laminaarissa virtauksessa kaasun liikettä hallitsevat viskositeetti ja painehäviöt, kun taas turbulentissa virtauksessa karkeikkoja aiheuttavat virtauksiin liittyvät pyörteet. Rejäännös (Reynolds) numero määrittelee virtauksen luonteen: Re = ρ v D / μ; yleensä putkivirtauksessa Re < noin 2000–3000 viittaa laminaarisuuteen, suuremmat arvot turbulenttiuteen.

Kaasujen erityispiirteisiin kuuluu tiheyden riippuvuus paineesta ja lämpötilasta. Ideaalikaasun lain mukaan tiheys ρ ≈ p/(R_specific T). Tämä vaikuttaa sekä massavirran että painehäviöiden laskemiseen. Kaasujen virtausta käsitellään usein sekä isotermaisena että adiabattisena, ja nesteen kaltaisten kaavojen lisäksi käytetään kaasumaisia versioita kuten Poiseuille’n laki liuen laminaarissa putkivirtauksessa ja Darcy–Weisbachin yhtälö painehäviön laskemiseen.

Vakiokäyttöalueita gaasivoolussa ovat ilmanvaihto ja prosessihöyryt; teollisuudessa, laboratorioissa ja puolijohdeteollisuudessa käytetään tarkkoja virtaussäätöjä, kuten massavirtaohjaimia ja aukko- tai venturimittareita. Tärkeisiin mittapuisiin kuuluvat yksiköt kuten Nm^3/h, standardoituihin olosuhteisiin muunnettu tilavuusvirta sekä kg/s massa-virta.