Strøyming i røyr

Vi tek utgangspunkt i Bernoulli-prinsippet, som seier at trykket i ei væske vil søkke når farten aukar. Når væska møter ei innsnevring i eit røyr, vil farten auke. Men mengda av væske som strøymer gjennom røyret, er den same sjølv om diameteren til røyret endrar seg.

Dette fenomenet kan vi forklare med litt matematikk, i det som blir kalla kontinuitetslikninga. Tenk deg eit rundt røyr. Om vi lagar eit tverrsnitt av røyret, får du ein sirkel. Frå matematikken veit du at arealet (A) av ein sirkel er:

$A={\mathrm{\pi r}}^2$

Mengda av væske som går gjennom røyret (Q), er tverrsnittarealet (A) multiplisert med farten (v):

$Q=\mathrm{Av}$

Når tverrsnittarealet i røyret (A) endrar seg, må farten (v) endre seg tilsvarande fordi mengda som strøymer gjennom røyret, er den same i alle tverrsnitt av røyret. Dette kan vi skrive slik:

$A_1{v}_1=A_2{v}_2$

Lenke til PHET-simulering der du kan testa ut teorien.

Ein måte som væsker kan strøyme på, er såkalla laminær strøyming. Då tenkjer vi oss at all væska strøymer i same retning i parallelle lag, ho strøymer jamt og fint.

Når farten på væska i røyret blir stor nok, vil ikkje væska strøyme jamt og fint lenger. I staden blir strøymingsmønsteret temmeleg kaotisk. Dette kallar vi turbulent strøyming.

Turbulent strøyming krev at vi må bruke meir energi når vi pumpar. Dette kan vere lite ønskjeleg for då får vi høgare energiutgifter. På ei anna side kan turbulent strøyming likevel vere ønskjeleg fordi det for eksempel hjelper til med å blande stoff eller gi betre varmeoverføring.