voolutingimustes

Voolutingimused viitab vedeliku või gaasi voolu olekule kindlal kohal ja ajal ning hõlmab kiirusvälju, rõhku, temperatuuri ja tihedust ning turbulentsuse taset. Need parameetrid määravad voolu käitumise ning on seetõttu olulised nii inseneri- kui teaduslikus kontekstis. Voolutingimused sõltuvad geomeetriast ja piiritingimustest (nt sisendi voolukiirus, kanali kuju ja seinte omadused), vedeliku omadustest (tihedus, viskoossus, soojusjuhtivus) ning välistest teguritest nagu gravitatsioon ja soojusvahetus.

Voolu käitumist saab kirjeldada ja liigitada mitmel viisil. Laminaarne vool tekib tavaliselt madalatel Reynolds numberitel, kus kiirusväljad on ühtlased ja segunemine on piiratud; turbulentsed voolud tekivad suuremate Reynolds numberitega ning on ebastabiilsemad ja paremini segunevad. Olulised mõisted on laminaarne versus turbulentne vool ning ühtlane versus ebastabiilne vool.

Reynolds number (Re) on dimensiooniline suurus, mis seob vedeliku tiheduse, viskoossuse ja kiiruse ning näitab voolu režiimi. Väikeste Re väärtustega vool on tavaliselt laminaarne; suurte Re väärtustega vool muutub turbulentsseks.

Mõõtmine ja mudeldamine hõlmab voolukiirusmõõtureid (pitot-toru, anemomeetrid) ning rõhumõõtureid ning temperatuuri- ja tihedusandureid. Tänapäeval kasutatakse laialdaselt arvutuslikku voolutõuuringut (CFD), mis võimaldab simuleerida voolu ja soojusvahetust ning juhinduda disainotsustest. Voolutingimusi arvestatakse näiteks torustikus, küttevõrgudes, reaktorites ja keskkonnamodelleerimises.