Was ist Laminar Flow?

Laminar Flow ist der gleichmäßige Fluss von Flüssigkeiten oder Gasen. Dies steht im Gegensatz zu turbulenter Strömung, bei der Wirbel, Wirbel, Querströmungen und andere Störungen im Strom auftreten. Die Unterscheidung zwischen diesen beiden Bewegungsarten kann wichtig sein, da sie zu einem radikal unterschiedlichen Verhalten von Flüssigkeiten und Gasen führen. Verschiedene Taktiken können verwendet werden, um die Entwicklung eines laminaren Strömungsmusters zu fördern oder auf Wunsch Turbulenzen zu erzeugen.

Ein hervorragendes Beispiel für laminare Strömung ist bei Jumbo-Jets zu sehen. Die Luft sollte schließlich reibungslos um die Tragflächen strömen und das Flugzeug im Flug halten. Wenn die Luft über und unter dem Flügel sichtbar wäre, könnten die Passagiere des Flugzeugs Luftschichten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aneinander vorbeigleiten sehen. Bei turbulenter Luft schaukelt das Flugzeug in der Luft, weil es in einem laminaren Luftstrom nicht mehr glatt fliegt.

Dieses Phänomen ist auch bei Lüftungssystemen wie Laminar-Flow-Hauben in Laborumgebungen zu beobachten. Forscher müssen in der Lage sein, gefährliche Stoffe zu umgehen und sie mithilfe von Belüftungssystemen in eine Abzugshaube zu ziehen, um sie in einer Absauganlage zu verarbeiten. Ein gleichmäßiger Luftstrom erzeugt einen stetigen, gleichmäßigen Strom, um Materialien nach oben, von der Bank und in die Haube zu ziehen. Turbulenzen können Partikel herumwirbeln, was nicht erwünscht ist, da sie in den Raum hinausgedrückt werden könnten.

Flüssigkeiten können wie Luft laminare Strömungen aufweisen. Bei Rohren und Rohrleitungen kann eine Reihe von effektiv konzentrischen Ringen erzeugt werden. Der Ring in der Mitte bewegt sich sehr schnell und führt den Flüssigkeitsstrom im Rohr, während sich die Flüssigkeit an den Seiten kaum bewegt. Dieses Beispiel für laminare Strömung kann eine Schlüsselrolle in Pumpen- und Steuerungssystemen spielen, die Flüssigkeit in Schläuchen für verschiedene Funktionen verwenden. Vorsprünge im Inneren des Rohres, wie z. B. Materialansammlungen, können Turbulenzen erzeugen und den reibungslosen Flüssigkeitsfluss stören.

Beim Systemdesign müssen Ingenieure möglicherweise darüber nachdenken, ob sie eine laminare oder turbulente Strömung wünschen, damit sie effektiv und angemessen entwerfen können. Dies kann wichtige Auswirkungen auf alles haben, vom Bau von Wolkenkratzern bis hin zum Entwurf eines effizienten Lüfters für ein Haus. Glatte, gekrümmte Kanten können die Bildung von Schichten erleichtern, während gezackte, raue Kanten eine raue turbulente Strömung erzeugen können, die verwirbelt und sich unvorhersehbar verhalten kann. Forscher können Rauch in einem Windkanal verwenden, um zu demonstrieren, wie Luft über oder durch ein interessierendes Objekt strömt, und um die Bewegung von Flüssigkeiten zu modellieren.