Poiseuilles Gesetz und Reynolds-Zahl

Bei einer laminaren Strömung durch ein horizontales Rohr ist die Durchflussmenge definiert als das Verhältnis der Druckdifferenz an zwei Punkten und des Strömungswiderstands.

Hier ist der Widerstand direkt proportional zum Viskositätskoeffizienten und zur Rohrlänge und umgekehrt proportional zur vierten Potenz des Rohrradius. In Kombination mit der Durchflussgleichung ergibt sich aus dieser Beziehung das Poiseuillesche Gesetz für laminare Strömung.

Unter der Annahme, dass die Viskosität konstant ist, führt eine leichte Abnahme des Radius des Rohres zu einer deutlichen Verringerung der Durchflussrate. Um die gleiche Durchflussmenge zu halten, muss die Druckdifferenz entsprechend ansteigen.

Ebenso ist es schwierig, dass eine viskosere Flüssigkeit bei konstanter Temperatur durch das Rohr fließt als eine weniger viskose Flüssigkeit.

Die Reynolds-Zahl ist ein Wert, der angibt, ob die Strömung eines Fluids laminar oder turbulent ist.

Wenn die Reynolds-Zahl unter zweitausend liegt, ist die Strömung laminar und turbulent, wenn sie größer als dreitausend ist. Zwischen zwei- und dreitausend ist die Strömung instabil und kann chaotisches Verhalten zeigen.