virtaustekniikasta

Virtaustekniikasta on tekninen ala, joka tutkii nesteiden ja kaasujen virtausta sekä siihen liittyviä ilmiöitä ja prosesseja. Se yhdistää mekaniikan, termodynamiikan ja kemiantekniikan periaatteet suunnittelun ja optimoinnin tueksi. Tämän alan tavoitteena on hallita virtausta siten, että järjestelmät toimivat turvallisesti, energiatehokkaasti ja luotettavasti.

Keskeisiä käsitteitä ovat Reynolds-luku, laminaarinen ja turbulentti virtaus, viskositeetti ja painehäviöt. Näiden avulla voidaan analysoida, miten neste tai kaasu liikkuu sekä miten se sekoittuu ja siirtää lämpöä.

Tutkimus- ja suunnittelumenetelmät yhdistävät kokeelliset mittaukset ja laskennalliset työkalut. Navier–Stokesin yhtälöt muodostavat teoreettisen perustan, ja laskennallinen virtaustutkimus (CFD) mallintaa monimutkaisia virtausolosuhteita. Turbulenssimallit sekä yksifaasi- ja monifaasiset tilanteet ovat keskeisiä.

Sovelluksia ovat rakennusten ilmanvaihto, jäähdytys- ja lämmitysverkostot, teollisuusputkistot sekä hydrauliikka. Isoimmat käyttäjä-alueet ovat öljy- ja kaasuteollisuus, kemianteollisuus sekä ilmailu- ja autoteollisuus. Virtaustekniikkaa käytetään myös erotus-, sekoitus- ja suodatusprosessien sekä vedenkäsittelyn suunnittelussa.

Kehitys suuntautuu monifaasisiin virtausilmiöihin, mikro- ja nanofluideihin sekä entistä tarkempiin malleihin ja simulointityökaluihin. Tavoitteena on entistä energiatehokkaammat ja ympäristöystävällisemmät järjestelmät sekä parempi parametrien hallinta suunnittelussa ja käytössä.