Laminar è purtata turbulente. regimes purtata scinariu

Di studià i proprietà di liquids è Steuern flussu hè assai impurtante per l 'industria è utilities publicu. U laminar è effettu purtata turbulente u ragione transports, acqua, oil, entritoghju di gas naturali di vari scopi, attaccaticcia l 'àutri paràmetri. Sti prublemi ùn hydrodynamics scienza.

classìfica

In l 'ambienti scentificu di regimes purtata scinariu Steuern sò divisi in dui classi assai distinti:

• laminar (cartuccia);
• turbulente.

distinguiri dinù u palcu di passaggiu. Incidentally, u termine "liquidu" hà una larga significatu: si pò esse incompressible (liquidu primurosu hè), una compressible (a gas), conductive, etc ...

storia casu

Un altru Mendeleev in lu 1880 l 'idia di l' asistenza di dui regimes purtata cuntrariu hè palesa. Per sapenne di più nant'à sta questione interrugatu u fisicu britannicu è ncigneri Osborne Reynolds chì compie u studiu in 1883. Prima, praticamenti, è tandu cù pussibulità si hè trovu chi at a purtata suttana di u trasportu liquidu diventa forma laminar: Bonifacio (purtata particella) hè guasi micca marchi e terra move longu chjassi di tempu. Però, doppu sapianu fari un certu valore critica (di e cundizioni differente hè sfarente), u titulu di numaru Reynolds cundizioni purtata liquidu sò cambiatu: i purtata Jet diventa statu caòticu vortici - i.e., turbulente. Comu lu riniscìu, sti parametri sò à qualchi puntu stu mondu è Steuern.

Pratica calculi scinziatu English Ammustrau ca lu cumpurtamentu di, p.e., l 'acqua, hè assai dipindenti à a forma, e dimensioni di u mid (cunduttu, laghi, capillaries, etc.), in lu quali scorri. In cundutti avè una rùbbrica croce circulari (tali usatu pi misciu canadese piping prissioni), u so numaru Reynolds - la fòrmula di u statu criticu hè discritta comu segue: Re = 2300. In ordine per apre u canali flussu di u numeru Reynolds hè differente: Re = 900. Per valori urigginariu di Rè hè urdinatu, a grande - caotici.

flussu laminar

Cuntrariu una turbulente purtata laminar hè a natura, è a direzzione di l 'acqua (a gas) scorri. Si alluntananu i Bonifacio senza ritmu è senza pulsations. In autri paroli, lu muvimentu piglia postu uniformly senza salti erratic in dirizzioni prissioni è battutu.

flussu scinariu Laminar hè furmata, per esempiu, in stretta navi di sangu di li cosi viventi, lu capillaries i pianti è sottu cundizioni paragunabbili sulu, at a realità di liquids assai viscosu (oliu di carburante à u talje). À facciacce u flussu Jet hè bastatu à palesani un pocu m'aimais - acqua, vi purtata tranquillamenti, evenly, senza intricciatu. Sè unscrew u spigot à a fine, u volume sistemu albetta è u flussu diventanu statu caòticu.

flussu turbulente

Cuntrariu una laminar, allora particeddi cunfinanti terra move longu chjassi cunsistenti tempu, una purtata turbulente di scinariu hè a natura disordered. Sè noi aduprà u approcciu Lagrange, u trajectories di u particeddi pò arbitraria suvrapponnu è picciottu truvà unpredictably. U muvimentu di liquids è Steuern sottu sti cundizioni sò sempre ngapu, incù sti parametri nonstationarities ponu avè una assai larga gamma.

Comu l 'apporti di gas laminar in vene rigimi turbulente, pò esse monitored da l' esempiu wisps di fumu di una sigaretta brucia in ancora 'aria. Cumenciu, u particeddi spustà chjassi quasi tempu finz'a in tempu. Fumu mi pari fissu. Dopu à qualchi puntu tuttu di un trattu ci sò grande eddies chì movi cumplitamenti serata. Sti vortices mancari su nta chiddi urigginariu - in ancu urigginariu e accussì on. In fine, quasi fumu mischia incù l 'aria circondu.

ciculu lite

A esempiu, sopra, hè un'opera, è da a so 'assirvazzioni scentifichi anu fattu u dopu cuegghiè:

1. Laminar è purtata turbulente sò probabilistic in a natura: u passaghju da a unu modu a un altru ùn hè micca in appuntu lu locu dritta, è in una, stage incerta abbastanza arbitrarie.
2. Prima, ci sò grande vortices chì sò più cà l 'isula di wisps di fumu. Muvimentu diventa unsteady è forti anisotropic. Large ciumara divintatu nstabbili e mancari, su in prus e prus. Cusì, ci hè una girarchia di eddies. L'energia di u muvimentu hè spustatu da a maiò à i chjuchi, è à a fine di stu prucessu di sparisci - energy dissipation mangianu a picculu sfarenti.
3. flussu turbulente hè erratic: un particulare vortici ponu esse in un, locu Unpredictable cumplitamenti incerta.
4. Intricciatu fumu cu aria puesia ùn piglià postu sottu purtata laminar, è in turbulente - hè assai scentifiche.
5. Nunustanti lu fattu ca la cundizioni finite sò stagnant, la lite stessa hà una ngapu pronunzianu in a natura - tutti i paràmetri di gas-dinamichi cambia più tempu.

Ci hè un altru duminiu impurtante di lite: hè sempre tri-tridiminsiunali. Ancu s'è no guardà purtata unu-tridiminsiunali in la pipa, o palori finite dui-tridiminsiunali ancora rimusciu di eddies turbulente esempiu in u indicazione di i trè pioli cuurdinati.

numaru Reynolds: la fòrmula

Lu passaggiu da laminar à lite caratterizata da l 'accussì-chiamatu nùmmiru critica Reynolds:

_{Re cre = (/ μ ρuL)} cre,

induve ρ - bracciu foltu, u - purtata caratteristica; L - purtata taglia caratteristica, μ - i studium di viscosity dinamica, cre - di da un tubu cù una rùbbrica croce circulari.

Per esempiu, per un flussu cù vilucitati di u in lu pipa L veni usatu comu lu diàmitru pipa. Osborne Reynolds mustrò chì in stu casu, 2300 cre <20000. The diffusioni hè assai grande, quasi un ordine di magnitudini.

Un risultatu simile hè ottinutu in i palori finite u barquillo. A taglia caratteristica hè pigliatu cum'è i distanza da i mura, fronte, di l 'balata, e poi 3 × ¹⁰ di maghju cre <4 × ¹⁰ d'aprile. Sè L eni difinuta comu lu spissori di u drop finite, u 2700 cre <9000. Ci sò studi spirimintali chì anu dimustratu chì u valore di Re _cre pò esse ancu più grande.

U cuncettu di vilucitati perturbation

U laminar è purtata scinariu turbulente, è pràtica, lu valuri di critica di u numeru Reynolds (Re) dipende di un grande numeru di fattura. Da l 'ascensione prissioni, l' autizza di s'arrizza lo, temperature lite in lu flussu esterni, temperature diffirinziali, etc. Per altra, sti fattori aggregate sò chjamati vilucitati perturbation postu ch'elli hannu na certa nfluenza supra la purtata. Sè sta disturbu è chjuchi, si pò esse stallati forze viscosu circava à align u campu di vilucitati. Di grande perturbations di u flussu pò addivintari nstabbili, e lite mangianu.

Datu chì u sensu fisicu di u numeru Reynolds - u prezzu di e forze inertial e forze viscosu, rancuri scorri cupartu da la fòrmula:

Re = ρuL / μ = ρu ² / (μ × (u / L )).

U numerator hè volte u capu vilucitati è i denominator - i valori è di l 'ordine di l' ddoi frictional, se L hè pigliatu cum'è u spissori di u drop finite. prissioni dinamichi tenni a fallu la prisenza e forze attritu oppunìrisi issu. Però, si tratta sapi picchì l 'esercitu di cicinnus (o di li prissioni vilucitati) cumannari a cambiamenti solu quand'elli sò 1000 volte e forze più viscosu.

Calculi è fatti

Prubbabbirmenti, più hypothekendarlehen ièssiri usatu comu na vilucitati caratteristica Re vilucitati micca _Cr assolutu flussu di u, e lu perturbation vilucitati. In stu casu, u numeru critica Reynolds sarà circa 10, i.e. quandu più di u disturbu prissioni dinamichi Dio viscosu più di 5 volte u flussu laminar in un turbulente ciumara scinariu. Sta definizione Rè secondu à certi scinziati hè bè ci spiega da i seguenti custatti spirimintarmenti pruvati.

Per un prufilu vilucitati nzerita uniformi nantu una superficia nzerita liscia hè tradizione determinati da u numeru Re _cre tenni a infinita, chi è, u passaggiu intreccia mangianu a lite. Eccu u nùmeru Reynolds hè dicisa da l 'rannizza di u vilucitati perturbation sottu u valore critichi, chì hè uguali à 10.

In la prisenza di lite artificiali, pruvucannu ragione rumuri paragunabbili sulu cu l 'acqua di basi, u flussu diventa a più bassa numari turbulente Reynolds cà Re _cre, ditarminatu da u valore assulutu di u battutu. Stu pirmetti l 'usu di l' studium Re _cre = 10, induve l 'vilucitati caratteristica hè u valore assulutu di u perturbation vilucitati causatu da a raghjone, sopra.

Resistenti di u regime purtata laminar in u talje

U laminar è purtata turbulente hè cumunu à tutti i tippi di liquids è Steuern sottu vari cunnizzioni. A natura, laminar di u flussu sò rari è hè carattarizatu, per esempiu, per stretta ruscelli sigretu pianura. Per di più, u scopu hè di mente, di scentifichi in u cuntestu di applicazzioni pratica di trasporti da acqua talje, oil, a gas e àutri secrete.

Q resistenti purtata laminar hè èssiri culligata a lu studiu ostaculatu rimusciu di u flussu principali. Hè statu trovu à esse influinzatu da l 'accussì-chiamatu picculu perturbations. Segundu su s'ellu si cresce o ubligazioni più di tempu, u flussu di basi hè cunsideratu à esse la stadda, o nstabbili.

Per secrete compressible è ùn compressible

Unu di l 'elementi onniprisenti u laminar è purtata scinariu turbulente hè u so compressibility. Sta pruprietà scinariu hè particularmenti impurtante in u studiu di i resistenti di prucessi non-stagnant cun chi cancia in u currenti primariu.

Studi francescani specificà chì purtata laminar di nu scinariu incompressible in u lisciu corre di a rùbbrica cylindrique hè pocu à pocu picculu axisymmetric e non-axisymmetric scuppiaru in tempu è u spaziu.

Recently, calculi sò rializati da u pesu di scuppiaru nant'à a resistenza purtata axisymmetric in la parte fiordu di u tubu cylindrique induve i currenti maiò hè dipinnenza di li dui latitude. U culonna cuurdinati di u pipa hè cunsidaratu com'è u paràmetru chì attaccaticcia u prufilu vilucitati longu lu raghju di l 'pipa purtata principale.

cunchiusioni

Nunustanti seculi di storia, ùn si pò dì chì laminar è turbulente flussu hè appaghjà studiatu. studi spirimintali supra lu pìcculu livellu, addivà nova edizzioni averebbenu un veru càlculu discurria. A natura di a ricerca hè l 'applicazzioni e usu: millai di u mondu di chilòmitri d' acqua, oil, a gas e prodottu. A suluzione tecnicu anu u ntruduciutu di riduzzione di lite durante u trasportu, u più vere è sarà.