stroomsnelheden

Stroomsnelheden is de snelheid waarmee een vloeistof langs de stromingsrichting beweegt. In het Nederlands wordt vaak gesproken van de lokale snelheid v(x, y, z) of van de gemiddelde snelheid over de dwarsdoorsnede V̄. De snelheid is normaal uit te drukken in meter per seconde (m/s). Soms wordt ook de volumestroom Q genoemd, waarbij Q = ∫ v dA en de gemiddelde snelheid over de dwarsdoorsnede V̄ = Q/A geldt.

In een rechte buis met een uniforme stroming kan de relatie tussen de snelheid en de dwarsdoorsnede met behulp van een stromingsprofiel worden beschreven. Voor laminaire stroming in een ronde buis geldt bijvoorbeeld V(r) = Vmax (1 − (r/R)²), waarbij Vmax de maximale snelheid is en R de buisradius. Hieruit volgt Vmax = 2 V̄. Het Reynoldsgetal Re = ρ v D / μ (rho, densiteit; μ, viscositeit; D, diameter) geeft aan of de stroming laminar of turbulent is, wat belangrijke gevolgen heeft voor het profiel en de verliezen.

Stroomsnelheden komen in diverse regimes en contexten voor, van interne stroming in leidingen en kanalen tot externe stroming langs oppervlakken. Bij externe stroming beïnvloeden opwaartse klimaat- en wrijvingsinvloeden de lokale snelheid en het gehele stroombelasting.

Metingen van stroomsnelheden worden met verschillende instrumenten uitgevoerd. Voor een lokale snelheid kan een Pitot-tube of een stroomsnelheidsdissipatiemeter worden gebruikt, terwijl voor volumenetverandering flowmeters zoals debietmeters of turbinemeters gangbaar zijn. Geavanceerdere technieken omvatten Doppler-ultrasone metingen en Particle Image Velocimetry (PIV). Bij diagnostiek is het belangrijk onderscheid te maken tussen lokale snelheden en het gemiddelde over de dwarsdoorsnede.

Toepassingen van stroomsnelheden liggen in hydrauliek, waterbeheer, drinkwaterdistributie, afwatering en HVAC, waar ze van cruciaal belang zijn voor drukverlies, capaciteit en transport van sediment of organismen.

---