Our solutions

Gasflöde genom rörledningar och strypning

Compressed Air Wiki Thermodynamics Basic Theory Physics of Air Compressors

Ett mycket intressant ämne inom fysiken är termodynamik, särskilt om du vill vet mer om kompressorer. I den här artikeln talar vi om gasflöden och strypning och den följer på vår introduktion till termodynamik.

Reynolds tal

formel för Reynolds tal, beräkning

Reynolds tal är ett dimensionslöst förhållande mellan tröghet och friktion i ett strömmande medium.
Det definieras som:

Vilka typer av flöden förekommer i ett rör?

gas som flödar genom rörledningar

I princip finns det två olika typer av flöden i ett rör.
Vid Re <2 000 dominerar de viskösa krafterna i mediet och flödet blir laminärt. Det innebär att olika skikt i mediet rör sig i förhållande till varandra i god ordning. Hastighetsfördelningen över det laminära skiktet är vanligen paraboliskt formad.

Vid Re ≥4 000 dominerar tröghetskrafterna det strömmande mediet och flödet blir turbulent, med partiklar som rör sig slumpmässigt i strömningstvärsnittet. Hastighetsfördelningen över ett skikt med turbulent strömning blir diffus.

I det kritiska området, mellan Re ≤2 000 och Re ≥4 000, är strömningsförhållandena obestämda. De är antingen laminära, turbulenta eller en blandning av båda. Förhållandena styrs av faktorer som rörets ytjämnhet eller förekomsten av andra störningar. För att ett flöde ska uppkomma i en rörledning krävs en viss tryckskillnad, för att övervinna friktionen i rör och kopplingar. Den tryckskillnad som behövs beror på rörets diameter, längd, form och ytans jämnhet samt Reynolds tal.

Vad är Joule-Thomson-effekten?

När en ideal gas strömmar genom en strypning, med ett konstant tryck före och efter strypningen, förblir temperaturen konstant. Ett tryckfall inträffar däremot över strypningen genom att inre energi omvandlas till kinetisk energi. Det är därför som temperaturen faller. För verkliga gaser blir temperaturförändringen bestående, även om gasens energiinnehåll är konstant. Detta kallas för Joule-Thomson-effekten. Temperaturförändringen är lika med tryckförändringen över strypningen multiplicerat med Joule-Thomson-koefficienten.


Om det strömmande mediet har tillräckligt låg temperatur (≤+329 °C för luft) sker en temperatursänkning över strypningen, men om det strömmande mediet är varmare. sker en temperaturhöjning. Dessa förhållanden används i flera tekniska applikationer, till exempel inom kylteknik och separation av gaser.


Relaterade artiklar

Förändringar i gasers tillstånd

För att förstå konceptet tryckluft kan en grundläggande introduktion i fysik vara till stor hjälp. Läs mer om termodynamikens lagar och om hur de är avgörande för att förstå hur kompressorer fungerar.