gázáram

A gázáram a gáz részecskéinek makroszkopikus mozgása egy adott térben, ahol nyomás-, hőmérséklet- és sűrűséggradiens alakul ki. A gázáram lehet compressible vagy közel incompressibilis, és előfordulhat subsonic vagy supersonic áramlás. Gyakorlati mértékegységek a volumetrikus áramlási ráta Q (m³/s) és a tömegaram ṁ (kg/s).

A gázáram leírásához alapvető fizikai törvények szükségesek: a tömeg-, impulzus- és energiamegmaradás. A legáltalánosabb formában a kontinuitási egyenlet a sűrűség és a sebesség összefüggését adja: ∂ρ/∂t + ∇·(ρu) = 0. A mozgásegyenlet a Newton-Navier–Stokes formában írható fel: ρ Du/Dt = -∇p + ∇·τ + f, ahol τ a Newtoni folyadékkal szemben a viszkozitási feszültséget jelenti. Compressible folyadékokra az állapotegyenlet szükséges: p = ρ R T az ideális gáz modellje szerint. Az energiamegbontás és a hőátbocsátás is gyakran része a modellnek.

Az áramlást jellemző átalakító mennyiségek közé tartozik a Reynolds-szám Re = ρ u L / μ (laminaritás, határréteg), és a Mach-szám M = |u|/a (compressibilitás mértéke). A gázáram megértése és előrejelzése gyakran CFD-számításokkal vagy egyszerű, egy- vagy d momentszintű modelljekkel történik.

Alkalmazási területek között szerepel a kőcetli és ipari csővezetékek gázszállítása, tüzelőanyag-berendezések, HVAC-rendszerek és repülőgépek aerodinamikája. Mérési módszerek közé tartozik a tömegaram- vagy áramlási ráta mérésére szolgáló orifice-, venturi- és Pitot-mérőberendezések.