Turbulente Strömung

Turbulente Strömung ist eine fließende Bewegung, die durch chaotische Druck- und Geschwindigkeitsverschiebungen gekennzeichnet ist.

Im Gegensatz zu laminaren Strömungen zeigt die turbulente Strömung komplexe, unregelmäßige Muster mit erheblicher Durchmischung.

Zunächst bleibt die Strömung stabil. Mit steigender Geschwindigkeit treten kleine Störungen auf, die als "turbulente Flecken" bekannt sind.

Sobald die Reynolds-Zahl eine bestimmte Schwelle überschreitet, typischerweise um die 4.000, verschmelzen diese Flecken, was zu voll entwickelten Turbulenzen führt.

In Rohren besteht die turbulente Strömung aus drei Hauptzonen. Die erste ist die viskose Unterschicht, eine dünne Schicht in der Nähe der Wand, in der sich die Strömung wie eine laminare Strömung verhält, wobei die Geschwindigkeit linear mit dem Abstand von der Wand zunimmt.

Als nächstes folgt die Pufferschicht, eine Übergangszone, in der sich viskose und turbulente Kräfte vermischen und ein logarithmisches Geschwindigkeitsprofil bilden, das als logarithmisches Wandgesetz bekannt ist.

In der äußeren Schicht dominieren schließlich turbulente Wirbel, die zu zufälligen Bewegungen und Vermischungen führen.

Aufgrund ihres charakteristischen Strömungsmusters ist die turbulente Strömung von entscheidender Bedeutung für technische Anwendungen wie die verbesserte Durchmischung bei der Abwasseraufbereitung, die Energieableitung in Überläufen und die Verhinderung von Sedimentablagerungen in Flüssen.