stromingsmechanismen

Stromingsmechanismen zijn de processen waardoor stoffen, warmte of impuls in een medium bewegen of vervoerd worden. Ze komen voor in vloeistoffen en gassen, in porie- en vaste media en in biologische systemen. Het begrip staat centraal bij transportfenomenen en beschrijft hoe verschillende krachten en processen bijdragen aan het verplaatsen van massaeenheden, energie of momentum.

Belangrijkste stromingsmechanismen zijn advektie, diffusie, convectie, turbulente menging, capillaire stroming, osmose, elektro-osmose en zwaartekrachtgedreven convectie. Advektie is transport door de eigen beweging van het medium; diffusie is transport langs concentratiegradiënten door willekeurige moleculaire beweging; convectie is grootschalig transport in de stroming en omvat vaak een combinatie van advektie en diffusie; turbulente menging versnelt transport door chaotische bewegingen en verhoogt de effectieve diffusie; capillaire stroming ontstaat in dunne kanalen of poriën door capillaire krachten; osmose is transport door verschillen in osmotische druk via semipermeabele membranen; elektro-osmose is stroming onder invloed van elektrische velden; zwaartekrachtgedreven convectie ontstaat door density- of temperatuurverschillen die de stroming aandrijven. In poriële media en bodems treedt vaak dispersie op, een combinatie van advektie en diffusie die leidt tot spreiding van stoffen.

Modellering van stromingsmechanismen gebeurt met geschikte wiskundige modellen: de advektie-diffusie-vergelijking voor veel transportsituaties, Darcy’s wet voor stroming in poriënmedia, en de Navier-Stokes-vergelijkingen voor complexe vloeistofstromingen. Het Péclet-getal geeft de relatieve invloed van advektie versus diffusie aan. In veel systemen treden meerdere mechanismen tegelijk op en beïnvloeden ze elkaar, waardoor het transportgedrag vaak complex is.