Fagstoff

Strømning i rør

Publisert: 14.06.2013, Oppdatert: 05.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut
Europipe II

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 inkompressible, det vil si at de ikke kan komprimeres.

Tegning av et venturirør som illustrerer BernoulliprinsippetTegning av et venturirør som illustrerer bernoulliprinsippet 

Test ut teorien i en simulator:

 

Har du problemer med å kjøre simuleringen? Få hjelp her. 

Vi tar utgangspunkt i Bernoulli-prinsippet, som sier at trykket i en væske vil synke når hastigheten øker. Når væsken møter en innsnevring i et rør, vil hastigheten øke. Men mengden væske som strømmer gjennom røret, er den samme selv om rørdiameteren endres.

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:

A=πr2

Mengden væske som går gjennom røret (Q), er tverrsnittarealet (A) multiplisert med hastigheten (v):

Q=Av

Når tverrsnittarealet i røret (A) endrer seg, må hastigheten (v) endre seg tilsvarende fordi mengden som strømmer gjennom røret, er den samme i alle tverrsnitt av røret. Dette kan vi skrive slik:

A1v1=A2v2

Venturi-effekten  

Kontinuitetslikningen forteller oss at mengden væske som strømmer i et rør, er den samme selv om rørdiameteren endrer seg.

Laminær strømning i rørLaminær strømning i rør 

Laminær strømning

En måte som 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.

I laminær strømning beveger all væsken seg i samme retning i parallelle lag.

 Laminær strømning i rør
Leverandør: Stephen Beck
 

Turbulent strømning i rørTurbulent strømning i rør 

Turbulent strømning

Når farten på væsken i røret blir stor nok, vil den ikke strømme jevnt og fint lenger. I stedet blir strømningsmønsteret temmelig kaotisk. Dette kaller vi turbulent strømning.

Når vi har turbulent strømning i en væske, har vi et kaotisk strømningsmønster.

Turbulent strømning krever at vi må bruke mer energi når vi pumper. Dette kan være lite ønskelig for da får vi høyere energiutgifter. På en annen side kan turbulent strømning likevel være ønskelig fordi det for eksempel hjelper til med å blande stoffer eller gi bedre varmeoverføring.

Turbulent strømning i rør
Opphavsmann: Stephen Beck
 

Test deg selv

 

Oppgaver

Fagstoff