Lær

Kontinuitetsligningen for strømning — Massebevarelse

For idealiseret, stationært og ikke-viskøst flow langs en strømlinje kan Bernoulli forbinde tryk, hastighed og højde. I et vandret snævert rør kan kontinuitet give større hastighed, mens Bernoulli ofte giver lavere statisk tryk. Reelle tab kræver ekstra energiled.

Massebevarelse

For idealiseret, stationært og ikke-viskøst flow langs en strømlinje kan Bernoulli forbinde tryk, hastighed og højde. I et vandret snævert rør kan kontinuitet give større hastighed, mens Bernoulli ofte giver lavere statisk tryk. Reelle tab kræver ekstra energiled.

Inkompressibel approximation

Venturimålere, dyser, ventilationskanaler og blodkar analyseres med kontinuitet som første trin. I fysiologi er karvægge elastiske og flowet pulserende, så den simple ligning er et nyttigt skelet, men ikke hele den hæmodynamiske model.

En indsnævring

Den lokale kontinuitetsligning kan skrives som en ændring af densitet plus divergensen af massefluxen. Den form viser, at loven ikke kun gælder i rør, men også i atmosfærer, oceaner og numeriske strømningsmodeller. Rørformlen er derfor en integreret, meget enkel version af en generel feltligning.

Forgreninger

Et rør går fra 6 cm² til 3 cm². Vandets middelhastighed før indsnævringen er 1,2 m/s. Hvad bliver den efter indsnævringen?

Kontinuitetsligningen for strømningA₁v₁ = A₂v₂

Massebevarelse

A₁v₁=A₂v₂ giver v₂=(6/3)×1,2=2,4 m/s. Arealet halveres, så middelhastigheden fordobles i den inkompressible, stationære model.

Venturimålere, dyser, ventilationskanaler og blodkar analyseres med kontinuitet som første trin. I fysiologi er karvægge elastiske og flowet pulserende, så den simple ligning er et nyttigt skelet, men ikke hele den hæmodynamiske model.