virtausmäärä

Virtausmäärä, eli virtaama, on tilavuuden määrä, joka kulkee tietyn poikkileikkausosan kautta tietyn ajanjakson aikana. Yleinen symboli suuruudelle on Q. Virtausmäärä kuvaa nesteen tai kaasun tilavuusvirtaa ja on tärkeä suure muun muassa hydrauliikassa, prosessitekniikassa sekä ilmastointi- ja vesihuollossa.

Määritelmä ja laskenta: Jos poikkileikkausalueen virtausnopeus on v ja alueen koko on A, tilavuusvirta Q on Q = vA, kun virtaus on koossaan jaa. Jos virtausnopeus ei ole uniformi poikkileikkauksen yli, Q = ∫_A v · n dA, jossa n on poikkileikkauksen normaali suunta.

Massavirta: Massavirta ṁ liittyy tilavuusvirtaan tiheyden ρ avulla: ṁ = ρQ. Tämä on erityisen tärkeä kaasuille, joissa tiheys voi muuttua paineen ja lämpötilan mukaan. Ilman massavirta ja tilavuusvirta ovat eri suureita, mutta liittyvät toisiinsa tiheydellä.

Mittaukset ja laitteet: Virtausmäärää mittaavat virtausmittarit (flowmetrit) erilaisten periaatteiden mukaan. Esimerkkejä ovat orifissilevy- ja Venturi-mittarit sekä Pitot-putket. Laajasti käytettyjä ovat myös ultrasoniset ja magneettiset virtausmittarit sekä pyörivä- tai kartiomittarit, jotka soveltuvat nesteille ja kaasuillle sekä nopeisiin että pieniin virtaamiin.

Sovellukset ja huomioita: Virtausmäärää käytetään esimerkiksi vedenjakelu- ja jätevesijärjestelmissä, teollisuusprosesseissa sekä rakennusten HVAC-järjestelmissä. Huomioita ovat virtauksen turbulenssi, tiheysvaihtelut ja, kaasujen tapauksessa, mahdollinen tiheyden muutoksista johtuva epätasapaino sekä mahdollinen choked flow, jos paine-erot ovat suuret.