áramlást

Az áramlás a fizikában az anyag vagy energia térbeli és időbeli mozgása adott közegben. Ez a jelenség lehetővé teszi a tömeg, energia és momentum átadását, és alapvető a mérnöki és természettudományos alkalmazásokban. Az áramlásnak több típusa van, a legfontosabbak a laminar és a turbulens áramlás.

Laminar áramlás esetén a közeg rétegei sík, egymás mellett haladnak, a mozgás rendezetten zajlik. Jellemző rá a viszonylag kis Reynolds-szám.

Turbulens áramlás ezzel szemben kaotikus, rendezetlen mozgást és intenzív keveredést hoz; általában nagy Reynolds-számhoz kötődik.

A Reynolds-szám Re a dinamika jellemzésére szolgál: Re = ρ v L / μ, ahol ρ a sűrűség, v a tipikus sebesség, L a jellemző hosszméret, és μ a dinamika viszkozitás. Alacsony Re laminaritást, magas Re pedig turbulenciát eredményezhet.

A kontinuitási egyenlet szerint az inkompressibilis áramlásnál ∇·v = 0, vagyis a térfogatáram zárt felületen állandó; ez a tömegmegmaradást tükrözi.

Bernoulli-tétel: ideális, viszkóziómentes közegben a nyomás és a kinetikus energia plus a potenciális energia összefüggése állandó a nyomon követő áramlás mentén.

Mérőszámok: a térfogatáram Q (m3/s) és a tömegáram ṁ (kg/s). Kapcsolatuk: ṁ = ρ Q; Q gyakran megmérhető vagy számítható a felületen átáramló vektor integrálásával.

Az áramlás alkalmazási területei közé tartozik a víz- és gázvezetékek tervezése, légkondicionálás és szellőzés, aerodinamika, kardiovaszkuláris rendszerek és meteorológia. A valóságban áramlást befolyásolja a viszkozitás, sűrűségváltozás, és gyakran turbulencia vagy kompressibilitás.