Paine vs virtaus
Paine ja virtaus ovat kaksi termiä, joita käytetään usein käsiteltäessä nestettä; eli nesteitä tai kaasuja. Nämä kaksi ominaisuutta ovat nesteen tilan ominaisuuksia. Sekä nestepaine että virtaus ovat pisteominaisuuksia.
Lisätietoja paineesta
Nesteen paine määritellään voimaksi, joka vaikuttaa nesteen pinta-alayksikköön. Vaikka se viittaa yksikköpinta-alaan, se voidaan viitata pisteen arvoon, joka vaihtelee pisteestä toiseen. Se tarkoittaa, että staattinen nestepaine on pisteominaisuus. SI-yksiköissä paine mitataan Pascalilla (Pa) tai newtoneilla neliömetriä kohti (Nm-2) ja imperiaalisessa järjestelmässä se mitataan paunana neliötuumaa kohti. Tarkemmin sanottuna ilmakehän painetta tai kaasunpainetta mitattaessa käytetään myös elohopeamillimetrejä tai elohopeasenttimetriä. Paine ei ole vektorisuure.
Nesteen sisällä oleva paine voi johtua kahdesta eri tekijästä. Staattinen paine on painetta nesteen sisällä sen ollessa levossa, ja dynaaminen paine on paine, joka johtuu nesteen liikkeestä. Kun otetaan huomioon kaasujen ja nesteiden staattinen paine, niiden lähteet ovat erilaiset. Nesteissä staattisen paineen aiheuttaa nesteen paino tarkasteltavan pisteen yläpuolella ja se vaihtelee syvyyden mukaan. Kaasuissa se on säiliön sisällä olevien kaasumolekyylien törmäysnopeus. Jos säiliö on pieni, kaasun painetta voidaan pitää samana joka pisteessä. Jos kaasun tilavuus on suurempi, paino vaikuttaa myös staattiseen paineeseen (esim. ilmakehän paine).
Toisa alta nesteen dynaaminen paine juontaa juurensa nesteen liikkeestä, ja se liittyy läheisesti nesteen kineettiseen energiaan (kuten Bernoullin yhtälössä näkyy). Tässä yhteydessä staattinen paine on nesteen potentiaalinen energia tilavuusyksikköä kohti ja dynaaminen paine on kineettinen energia tilavuusyksikköä kohti.
Paine ja virtaus liittyvät toisiinsa, koska paine-ero on virtauksen syy.
Lisätietoja Flow'sta
Kun nesteessä on paine-ero kahden pisteen välillä, jota kehoon vaikuttavat sisäiset voimat eivät tasapainota, neste alkaa liikkua korkeammasta paineesta matalapainepisteeseen paine-eron minimoimiseksi.. Tätä jatkuvaa nesteen liikettä kutsutaan virtaukseksi.
Teknisesti virtauksella tarkoitetaan tietyn pinnan läpi kulkevan nesteen määrää. Tämä virtauksen määrä voidaan mitata kahdella parametrilla; eli tilavuusvirtausnopeus ja massavirtausnopeus. Tilavuusvirtaus määritellään tietyn pinnan läpi ajassa yksikössä kulkevan nesteen tilavuudeksi, ja se mitataan kuutiometreinä sekunnissa. Massavirtaus määritellään massana, joka kulkee tietyn pinnan läpi aikayksikkönä ja mitataan kilogrammoina sekunnissa. Useimmiten termi "virtaus" viittaa tilavuusvirtausnopeuteen.
Mitä eroa on paineella ja virtauksella?
• Paine on pinta-alayksikköä kohti vaikuttava voima; se on nesteiden skalaaripisteominaisuus.
• Virtaus on nopeus, jolla neste kulkee tietyn pinnan läpi ja virtaus johtuu paine-erosta nesteen sisällä.
