Strømning i rør

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:

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

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

$Q=\mathrm{Av}$

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:

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

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

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.

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.

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.