Õhuvoolust

Õhuvoolust on õhu liikumise ja käitumise uurimine ruumis ning looduses. See hõlmab õhu kiiruse ja suuna muutumist, rõhu ja tiheduse jaotust ning selle mõju pindadele, ruumidele ja õhu kvaliteedile.

Füüsikalised alused: Õhk käitub sageli vedelikuna. Voolu kirjeldamiseks kasutatakse Navier–Stokesi võrrandeid ja pidevuse võrrandit, mis seovad kiiruse vektorvälja, rõhu ja tiheduse. Need mudelid võimaldavad kirjeldada, kuidas õhk voolab ümber objekte ja läbi kanalite, ning kuidas vool muutub ajas.

Voolu režiimid: Laminaarne vool on sujuv ja korralikult organiseeritud; turbulents vool on ebakorrapärane ja impulsiivne. Reynolds'i number Re = ρ U L / μ näitab, kui domineerivad inerts või viskoossus. Väikeses ulatuses võib vool olla laminaarne, kuid keerukamates geomeetriates või suurte kiiruste korral tekib turbulents.

Piirilehe kiht: Õhk voolab pindade lähedal moodustades piirilehe kerge kiht, kus kiirus muutub kiiresti. Piirilehe kihtidel on oluline roll soojus- ja massivahetuses ning need mõjutavad ventilatsiooni, hõõrvet ja aerodünaamikat.

Mõõtmine ja modelleerimine: Voolu kiirust ja suunda mõõdetakse anemomeetritega ning rõhuerinevusi hindavad Pitot-torud. Tänapäeval laialt kasutusel on ka arvutivõrgustike simulatsioonid (CFD) ning turbulentsmudelid (nt k-ε, k-ω).

Rakendused: Õhuvoolust on oluline arhitektuuri ja hoonete ventilatsioonis, kliimakomponentide projekteerimisel, lennundus- ja autotoodelduses ning meteoroloogias õhu liikumise ja kliimatingimuste mõistmiseks.