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Laminare Strömung



Die laminare Strömung (von lat. lamina - die Platte) ist die Bewegung von Flüssigkeiten und Gasen, bei der keine Turbulenzen (Verwirbelungen) auftreten. Das Fluid strömt in Schichten, die sich nicht vermischen. Laminare Strömungen haben aufgrund der wesentlich geringeren Querdiffusion deutlich kleinere Strömungsverluste als turbulente.

Zur Darstellung des Unterschiedes zwischen laminarer Strömung und turbulenter Strömung hat der Physiker Osborne Reynolds im Jahr 1883 einen Färbeversuch einer Wasserströmung in einer Rohrleitung vorgenommen und festgestellt, dass sich die Verwirbelung in der Rohrleitung erst ab einer Grenzgeschwindigkeit einstellt. Als Beurteilungskriterium wird hierzu die Reynoldszahl Re angewandt. Diese ist wie folgt definiert

,

wobei vm die mittlere Strömungsgeschwindigkeit, d die charakteristische Länge des Systems (z.B. Rohrleitungsdurchmesser) sowie ν die kinematische Viskosität des strömenden Mediums ist.

Ab einem kritischen Wert Rekrit wird die laminare Strömung instabil gegenüber kleinen Störungen (Strömungsinstabilität). Dieser Wert liegt z.B. bei der Rohrströmung bei etwa 2300. Sind in der Umgebung Störungen vorhanden, was praktisch immer der Fall ist, so werden diese angefacht. Die geordnete Bewegung geht somit schließlich in die ungeordnete turbulente Strömung über. Laminare Strömungen treten zum Beispiel im Grundwasser und im Blutkreislauf des Menschen auf, sind bei technischen Anwendungen aber eher die Ausnahme.




     
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