Stromingsleer
-Laminaire stroming (laagjes stroming, visceuse stroming)
Eens stroming is laminair wanneer bij constante drukverval per meter, de grootte en de
richting van de snelheid van het vloeistof op elke plaats tijdsonafhankelijk is. Dat houd in dat
bij een laminaire stroming de baan die een deeltje zal volgen voorspelbaar is.
Een stroomlijn is de voorspelbare baan van een deeltje (bij laminaire stromingen). De
richting van de snelheid in een bepaald punt van de stroomlijn wordt gegeven door de
raaklijn aan de stroomlijn in dat punt.
-Turbulente stroming (wervelstroming)
Een stroming is turbulent als de grootte en richting van de snelheid van het vloeistof
voortdurend met de tijd verandert, ook als het drukverval constant gehouden wordt.
Bij een turbulente stroming kan er geen stroomlijn gedefinieerd worden. Omdat de snelheid
in een bepaald punt voortdurend van richting en grootte verandert. (een gemiddelde
snelheid in een bepaald punt kan wel gedefinieerd worden om erachter te komen waar het
vloeistof gemiddeld naar toe stroomt. Er zal met turbulente stroming dus altijd werken met
gemiddelde snelheid.
, Het getal van Reynolds
ρu D
ℜ=
η
Hierin is:
u : de gemiddelde snelheid over de doorsnede (m/2)
ρ : de dichtheid van het medium (kg/m3)
D : de diameter van de buis (m)
η : de dynamische viscositeit (stroperigheid) van het medium. (eenheid kg/m.s = Pa.s)
De stroming door een rechte pijp voor Re < 2100 is laminair en voor Re > 4000 turbulent.
Tussen deze grenzen is de stroming onstabiel/onvoorspelbaar.
Hoe groter de stromingsweerstand, hoe groter het benodigde drukverschil.
Bij het meten van de stromingsweerstand is het belangrijk om te weten of de stroming
laminair of turbulent stroomt. Bij dezelfde snelheid is de weerstand bij turbulentie namelijk
hoger dan bij laminaire stroming. Bij het berekenen van de stromingsweerstand nemen we
voor Re > 2100 dan ook de ‘veiligheidshalve; steeds turbulentie aan.
Wanneer de stroming heel langzaam opgevoerd wordt dan kan men soms bij Re-getallen van
40000 nog laminaire stroming waarnemen. Maar dit kan snel verstoord worden en
verandert worden in turbulentie. Als de stroming eenmaal turbulent is dan blijft deze ook
turbulent totdat het getal van Reynolds weer beneden 2100 is gedaald
De tekst hierboven gaat uit van een ronde buis. Is de doorsnede van de buis niet
cirkelvormig, dan moet D in de formule hierboven vervangen worden door de
hydraulische diameter D h (m) :
4∗doorstroomoppervlak
D h=
bevochtigde omtrek
Bevochtigde omtrek: vloeistofstroming door een buis waarbij niet de hele doorsnede met
vloeistof is gevuld. Voor de bevochtigde omtrek telt alleen dat gedeelte van de wand mee,
dat met vloeistof in aanraking is. Het vloeistofoppervlak zelf telt dus niet mee.
Bij stromingen van vloeistoffen om iets heen moet voor D (diameter) ook D h genomen
worden (hydraulische diameter). Dh moet dan berekend worden op de grootste doorsnede
van het lichaam loodrecht op de stroomrichting. En de formule Dh is gelijk aan D bij een
ronde pijp.
Energie en behoudswetten
-Laminaire stroming (laagjes stroming, visceuse stroming)
Eens stroming is laminair wanneer bij constante drukverval per meter, de grootte en de
richting van de snelheid van het vloeistof op elke plaats tijdsonafhankelijk is. Dat houd in dat
bij een laminaire stroming de baan die een deeltje zal volgen voorspelbaar is.
Een stroomlijn is de voorspelbare baan van een deeltje (bij laminaire stromingen). De
richting van de snelheid in een bepaald punt van de stroomlijn wordt gegeven door de
raaklijn aan de stroomlijn in dat punt.
-Turbulente stroming (wervelstroming)
Een stroming is turbulent als de grootte en richting van de snelheid van het vloeistof
voortdurend met de tijd verandert, ook als het drukverval constant gehouden wordt.
Bij een turbulente stroming kan er geen stroomlijn gedefinieerd worden. Omdat de snelheid
in een bepaald punt voortdurend van richting en grootte verandert. (een gemiddelde
snelheid in een bepaald punt kan wel gedefinieerd worden om erachter te komen waar het
vloeistof gemiddeld naar toe stroomt. Er zal met turbulente stroming dus altijd werken met
gemiddelde snelheid.
, Het getal van Reynolds
ρu D
ℜ=
η
Hierin is:
u : de gemiddelde snelheid over de doorsnede (m/2)
ρ : de dichtheid van het medium (kg/m3)
D : de diameter van de buis (m)
η : de dynamische viscositeit (stroperigheid) van het medium. (eenheid kg/m.s = Pa.s)
De stroming door een rechte pijp voor Re < 2100 is laminair en voor Re > 4000 turbulent.
Tussen deze grenzen is de stroming onstabiel/onvoorspelbaar.
Hoe groter de stromingsweerstand, hoe groter het benodigde drukverschil.
Bij het meten van de stromingsweerstand is het belangrijk om te weten of de stroming
laminair of turbulent stroomt. Bij dezelfde snelheid is de weerstand bij turbulentie namelijk
hoger dan bij laminaire stroming. Bij het berekenen van de stromingsweerstand nemen we
voor Re > 2100 dan ook de ‘veiligheidshalve; steeds turbulentie aan.
Wanneer de stroming heel langzaam opgevoerd wordt dan kan men soms bij Re-getallen van
40000 nog laminaire stroming waarnemen. Maar dit kan snel verstoord worden en
verandert worden in turbulentie. Als de stroming eenmaal turbulent is dan blijft deze ook
turbulent totdat het getal van Reynolds weer beneden 2100 is gedaald
De tekst hierboven gaat uit van een ronde buis. Is de doorsnede van de buis niet
cirkelvormig, dan moet D in de formule hierboven vervangen worden door de
hydraulische diameter D h (m) :
4∗doorstroomoppervlak
D h=
bevochtigde omtrek
Bevochtigde omtrek: vloeistofstroming door een buis waarbij niet de hele doorsnede met
vloeistof is gevuld. Voor de bevochtigde omtrek telt alleen dat gedeelte van de wand mee,
dat met vloeistof in aanraking is. Het vloeistofoppervlak zelf telt dus niet mee.
Bij stromingen van vloeistoffen om iets heen moet voor D (diameter) ook D h genomen
worden (hydraulische diameter). Dh moet dan berekend worden op de grootste doorsnede
van het lichaam loodrecht op de stroomrichting. En de formule Dh is gelijk aan D bij een
ronde pijp.
Energie en behoudswetten
