gasstrømmen

Gasstrømmen betegner bevegelsen og transporten av gasser i et område eller system. Den beskrives av et hastighetsfelt og av påfølgende endringer i tetthet, trykk og temperatur. Egenskapene til gasstrømmen avhenger av gassens egenskaper og geometrien i strømningen.

Det grunnleggende rammeverket er fluiddynamikk. I mange tekniske betraktninger behandles gassen som en kompressibel, Newtonsk fluid. De styrende likningene er kontinuitetslikningen, momentumlikningen (Navier–Stokes) og energiligningen, kombinert med en tilstandsligning som idealgasslova p = ρRT, der R er den spesifikke gasskonstanten. Ved kompressibel strømning er tetthetsendringer betydelige og fart av lyd og Mach-tallet blir viktige for å beskrive oppførselen til gasstrømmen.

Strømningen kan være laminær eller turbulent. Reynolds-tallet avgjør hvilket regime som dominerer: Re = ρuL/μ. Laminær strømning er rolig og ordnet, mens turbulent strømning preges av fluktuasjoner og blanding. Grenseflater og hudfriksjon påvirker også strømningen gjennom boundary layer og friksjonseffekter.

Spesielle fenomener inkluderer choked flow, som kan oppstå i konvergerende eller smale seksjoner når oppstrøms Mach-tall når en kritisk verdi. Dette begrenser masseflyten gjennom en ventil eller nozzle og er sentralt i design av gassdrevne systemer som rakettnozzles og turbiner.

Måling og analyse av gasstrømmen benytter instrumenter som Pitot-rør, masseflytmålere, ultrasoniske måleinstrumenter og varmtrådsanemometrier. Numeriske metoder (CFD) brukes ofte for simulering og optimalisering av komplekse gassstrømmer i praksis.

Bruksområder inkluderer naturgassrørledninger, forbrenningsmotorer, gasturbiner og ventilasjons- og prosessanlegg i industriell sektor.