gjennomstrømningshastighet

Gjennomstrømningshastighet er hastigheten til et fluid når det passerer gjennom et gitt tverrsnitt i en strømning, for eksempel i en rørledning, en kanal eller et porøst medium. Den beskriver vanligvis en gjennomsnittlig hastighet over tverrsnittet og brukes som en sentral parameter i fluiddynamikk og tekniske beregninger.

Formelt er gjennomstrømningshastigheten v relatert til volumstrømmen Q og tverrsnittsarealet A ved v = Q / A. Volumstrømmen måles i kubikkmeter per sekund (m^3/s), og områdestørrelsen i kvadratmeter (m^2). Massestrømningen ṁ kobles til volumstrømningen via tettheten ρ slik at ṁ = ρ Q. I rørstrømning er ofte et representativt gjennomsnitt v brukt i beregninger av trykkfall og Reynoldsnummeret Re.

I porøse medier skilles det mellom superficielt (Darcy) gjennomstrømmingshastighet q = Q / A og den faktiske hastigheten i porevolumet v_p = q / ε, der ε er porøsiteten. Dermed kan målene av praktisk hastighet i et medium avhenge av hva som menes med gjennomstrømningshastighet i konteksten.

Målemetoder for hastigheten inkluderer pitot-tube, varmebaserte anemografer som hot-wire, samt avanserte teknikker som laser Doppler-velocimetry (LDV) og partikkelbilde-velocimetry (PIV). I praksis varierer hastigheten over tverrsnittet, og derfor kan valget av representativ hastighet avhenge av formålet med analysen, for eksempel laminar eller turbulent regime.

Anvendelser finner man i vann- og avløpsdesign, varme- og kjølesystemer, ventilasjon, hydrologi og filtrering.