Die laminare Strömung (lat. lamina „Platte“) ist eine Bewegung von Flüssigkeiten und Gasen, bei der (noch) keine sichtbaren Turbulenzen (Verwirbelungen/ Querströmungen) auftreten: Das Fluid strömt in Schichten, die sich nicht miteinander vermischen. In diesem Fall handelt es sich (bei konstanter Strömungsgeschwindigkeit) meistens um eine stationäre Strömung. Der Gegensatz zu einer laminaren Strömung ist die turbulente Strömung.
Die Entstehung einer laminaren Strömung hängt von mehreren Faktoren ab:
Niedrige Geschwindigkeit: Wenn die Geschwindigkeit des Fluids gering ist, dominieren die inneren Reibungskräfte (Viskosität), die eine geordnete Bewegung begünstigen.
Hohe Viskosität: Zähflüssige Substanzen wie Honig oder Öl neigen stärker zu laminaren Strömungen, da ihre Teilchen stärker aneinanderhaften und eine Vermischung erschweren.
Keine Hindernisse: Die Strömung sollte möglichst ungestört sein, da Hindernisse oder plötzliche Querschnittsänderungen Wirbel verursachen können.
Der Übergang von einer laminaren zu einer turbulenten Strömung wird durch die dimensionslose Reynolds-Zahl (Re) beschrieben. Sie ist das Verhältnis von Trägheitskräften zu den Viskositätskräften. Bei einer Rohrströmung gilt die Strömung als laminar, wenn die Reynolds-Zahl unter einem kritischen Wert von etwa 2.300 liegt. Übersteigt die Zahl diesen Wert, wird die Strömung instabil und geht in eine turbulente Strömung über.
Blutfluss in den Kapillaren: In den kleinsten Blutgefäßen fließt das Blut sehr langsam, was eine laminare Strömung ermöglicht.
Langsam fließendes Wasser aus einem Wasserhahn: Dreht man den Hahn nur minimal auf, sieht man oft einen glatten, durchsichtigen Wasserstrahl.
Fließender Honig oder Sirup: Aufgrund der hohen Viskosität bewegen sich diese Substanzen in einer glatten, ungestörten Schicht.
Luftströmung in Reinräumen: In der Halbleiterfertigung oder in Operationssälen wird eine laminare Luftströmung eingesetzt, um Partikel und Verunreinigungen effektiv abzuführen und so eine saubere Umgebung zu gewährleisten.
In der Geothermie spielen diese Strömungsarten sowohl im Untergrund als auch in den angeschlossenen Rohrsystemen (Bohrungen, Erdwärmesonden) eine Rolle. Die Strömungswiderstände und damit die notwendigen Pumpleistungen werden wesentlich durch das Strömungsverhalten mitbestimmt. Es wird daher in der Tiefengeothermie versucht, turbulente Strömungen zu vermeiden.
Anders ist dies bei Erdwärmesonden (geschlossenen Systemen). Hier sind turbulente Strömungen vorteilhaft, da sie die Entzugsleistungen erhöhen. Sie werden oft durch spezielle Einbauten in die Sonden erzwungen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Laminare_Strömung
Zu Literatur siehe:
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