Rozdiel medzi tokom laminátu a turbulentným tokom

Laminárny prietok vs turbulentný tok
 

Dynamika tekutín je dôležitou súčasťou klasickej fyziky a aplikácie prebiehajú od zavlažovania až po fyziológiu človeka. Má významné inžinierske príspevky v oblasti letectva, námorníctva, zavlažovania, hydrauliky a mnohých ďalších disciplín.

Prietok tekutiny sa mení z jedného stavu do druhého a kvôli ľahkej analýze sa tok rozdeľuje do rôznych režimov, kde vlastnosti každého média charakterizujú vlastnosti tekutiny, ako je rýchlosť, tlak, hustota a viskozita. Turbulentné a Laminárne prúdenie sú dve hlavné triedy režimov prúdenia.

Čo je Laminar Flow?

Keď tekuté častice prúdia bez toho, aby sa pretínali navzájom a rýchlosť častice je vždy tangenciálna k dráhe častice, tok je označovaný ako prúdiaci. Keď dôjde k prúdeniu, vrstvy tekutých častíc majú tendenciu kĺzať sa cez susednú časticu bez narušenia pohybu ostatných, a to sa vyskytuje vo vrstvách alebo laminách toku tekutiny. Takýto tok je známy ako laminárny tok. Prietok lamely alebo prúdenie prúdenia nastáva, keď je rýchlosť tekutiny relatívne nízka.

Pri laminárnom prúdení má vrstva v kontakte so stacionárnym povrchom nulovú rýchlosť a v smere kolmom na povrch má tendencia zvyšovať sa rýchlosť vrstiev. Tiež rýchlosť, tlak, hustota a ďalšie dynamické vlastnosti tekutiny zostávajú nezmenené v každom bode v priestore toku.

Reynoldsovo číslo je znakom toho, ako dobrá tekutina môže prechádzať laminárnym prúdením. Keď je Reynoldsovo číslo nízke, tok má tendenciu byť laminárny a viskózne sily sú dominantnou formou interakcie medzi vrstvami. Keď je Reynoldsovo číslo vysoké, prúd má tendenciu byť turbulentný a zotrvačné sily sú dominantnou formou interakcie medzi vrstvami.

Čo je turbulentný tok?

Keď sa vlastnosti tekutiny v prúde rýchlo menia s časom, t.j. keď zmeny rýchlosti, tlaku, hustoty a ďalších vlastností toku vykazujú náhodné a ľubovoľné zmeny, tok je známy ako turbulentný tok.

Prietok tekutiny v rovnomernej valcovitej rúrke s konečnou dĺžkou, tiež známy ako Poiseuilleov prúd, bude mať v prúde turbulenciu, keď Reynoldsovo číslo dosiahne kritické číslo 2040. Vo všeobecnosti však nemusí byť tento prúd explicitne turbulentný, keď Reynoldsovo číslo číslo je viac ako 10 000.

Turbulentný tok je charakterizovaný svojou náhodnou povahou, difúzivitou a vírivosťou. Tok obsahuje víry, krížové prúdy a víry.

Aký je rozdiel medzi laminárnym a turbulentným prietokom?

• Pri laminárnom toku dochádza k toku pri nízkych rýchlostiach a nízkom Reynoldsovom čísle, zatiaľ čo prúdenie turbulencie sa vyskytuje pri vysokých rýchlostiach a vysokom Reynoldsovom čísle.

• Pri prúdení Laminar je dráha tekutinových vedení pravidelná a prúdiaca tam, kde nedochádza k bočnému narušeniu tekutinových dráh a tekutina prúdi vo vrstvách. Pri turbulentnom prúdení je tok nepravidelný a chaotický, kde sa vyskytujú víry, víry a krížové prúdy.

• Pri laminárnom prúdení zostávajú vlastnosti tekutiny v bode v priestore konštantné s časom, zatiaľ čo v turbulentnom prúde sú vlastnosti tekutiny v bode stochastické.