Strømning i rør
Nå skal vi se litt nærmere på hvordan en væske strømmer i et rør. Det er litt mer komplisert med gasser, derfor holder vi oss kun til væsker her. Vi tenker oss at disse er inkompresible, det vil si at de ikke kan komprimeres.
I kapitlet om gjennomstrømningsmåling lærte du om Bernoulli-prinsippet: trykket i en væske vil synke når hastigheten øker. Men mengden væske som strømmer gjennom røret var det samme, selv om rørdiameteren endret seg.
Dette fenomenet kan vi forklare med litt matematikk, i det som kalles kontinuitetslikningen. Tenk deg et rundt rør, om vi lager et tverrsnitt av røret får du en sirkel. Fra matematikken vet du at arealet (A) av en sirkel, er:
Mengden væske som går gjennom røret (Q) er tversnittarealet (A) multiplisert med hastigheten (v):
Fra før vet vi at hastigheten (v) endrer seg når tverrsnittarealet i røret (A) endrer seg, men at mengden er den samme. Dette kan vi skrive slik:
Laminær strømning
En måte væsker kan strømme på, er såkalt laminær strømning. Da tenker vi oss at all væsken strømmer i samme retning i parallelle lag, den strømmer jevnt og fint.
Turbulent strømning
Når farten på væsken i røret blir stor nok, vil den ikke strømme jevnt og fint lenger. I steden blir strømningsmønsteret temmelig kaotisk. Dette kaller vi for turbulent strømning.
Turbulent strømning krever at vi må bruke mer energi når vi pumper. Det kan være uønsket , for da får vi høyere energiutgifter. Men det er allikevel ofte ønskelig med turbulent strømning, det kan for eksempel hjelpe til med å blande stoffer eller gi bedre varmeoverføring.