Laminær flyt
STRØMREGIMER FOR EN VISKØS VÆSKE
Enkle konsepter
Tilbake på midten av det nittende århundre, mens de studerte vannbevegelsen i sylindriske rør, la forskere merke til at hvis strømningshastigheten overskrider en viss grenseverdi, endres strømmens natur plutselig. Denne prosessen ble studert eksperimentelt med tilstrekkelig klarhet og fullstendighet i eksperimentene til O. Reynolds i 1883. Han observerte bevegelsen av fargede væskestrømmer i glassrør (fig. 4.1).
Avhengig av strømningshastigheten, som ble regulert av en ventil ved utløpet av røret, av temperaturen på væsken og diameteren på røret, ble to moduser for væskestrøm observert:
· ved lave hastigheter blir strømmen lagdelt, ordnet, når individuelle lag med væske, uten å blandes, ser ut til å gli over hverandre;
· når hastigheten øker, endres strømmens natur nesten plutselig, lagene blandes, væskepartiklene, mens de opprettholder den generelle retningen til strømmen, beveger seg langs svært komplekse sikksakkbaner.
Ved lave hastigheter strekker en strøm av maling seg langs hele røret uten å blandes med den omgivende væsken - dette er laminær modus.
Når hastigheten på væskestrømmen øker, begynner malingsstrømmen å bøye seg, og med en ytterligere økning i hastighet mister den sin klare kontur og vaskes ut gjennom hele røret, og farger hele væsken jevnt - dette er et turbulent regime.
O. Reynolds kom til den konklusjon at overgangsøyeblikket fra en modus til en annen, eller kriteriet som skiller disse to modusene, avhenger av hastigheten til væsken, den karakteristiske størrelsen på strømmen (for eksempel diameteren på røret) og væskens fysiske egenskaper. Tar den kinematiske viskositetskoeffisienten som en karakteristikk av væskens fysiske egenskaper ν og tatt i betraktning det faktum at kriteriet ikke skal avhenge av dimensjonen til mengdene som er inkludert i det (det vil si være universelt), mottok O. Reynolds uttrykket for dette kriteriet
| (4.1) |
Her er gjennomsnittlig (karakteristisk) strømningshastighet;
d– diameter (karakteristisk størrelse) på røret.
Kriterium (4.1) spiller en svært viktig rolle i å analysere flyten av ekte (viskøse) væsker og kalles Reynolds nummer.
I sine eksperimenter med å studere moduser for jevn væskestrøm, kom O. Reynolds til den konklusjon at det er en viss kritisk verdi av tallet (4,1), ved hvilken en overgang fra laminær til turbulent strømning skjer. Når Reynolds-tallet er nær 2000, begynner laminariteten til strømmen å bryte ned. Etter ytterligere studier av problemet viste det seg at det er to kritiske verdier av Reynolds-tallet - nedre () og øvre ().
Hvis tallet Re for en strømning er mindre enn den lavere kritiske, det vil si Re< , то течение всегда будет безусловно ламинарным.
Hvis Re-tallet for en strømning er større enn den øvre kritiske, det vil si Re >, så er strømningen alltid turbulent.
Og hvis verdien av tallet Re er mellom disse verdiene, altså< Re < , то возможен тот или другой режим в зависимости от местных условий движения – условий входа потока в трубу, состояния стенок, наличия внешних возмущений и т. п.
I tekniske beregninger for rørledninger tas en viss gjennomsnittsverdi av det kritiske Reynolds-tallet som kriterium for overgangen fra laminær til turbulent strømning. For runde rør aksepterer 
, altså hos Re< 2300 режим считается ламинарным, а при Re >2300 – turbulent.
Merk at verdien av det kritiske Reynolds-tallet ikke avhenger av typen væske, noe som gjør det til et universelt kriterium.
Som man kan se fra uttrykket for Reynolds-tallet, oppstår laminær strømning:
· ved lave strømningshastigheter;
· i tynne rør;
· ved høye viskositeter av væsker (oljer, fyringsoljer).
Turbulente strømninger er utbredt i natur og teknologi (kanskje mer enn laminære strømninger). Turbulent er bevegelsen av luft i atmosfæren, strømmen av vann i elver, kanaler og vannrør, og bevegelsen av vann i hydrauliske maskiner.
Laminær flyt
La oss bestemme hastighetsfordelingen og væskestrømningshastigheten under laminær bevegelse i et rundt sylindrisk rør.
Når en væske strømmer i et rør, skilles det mellom den opprinnelige eller innløpsseksjonen og delen med jevn strømning. Hvis inngangen til røret fra reservoaret gjøres ganske jevn, er hastighetsfordelingen i den innledende delen nesten jevn, hastighetsdiagrammet er et rektangel (fig. 4.2). Når væsken beveger seg langs den innledende delen, oppstår bremsing på veggene på grunn av friksjonskrefter. Med ytterligere bevegelse av væsken gjennom røret, strekker bremseeffekten av veggene seg til en stadig større tykkelse av strømmen.
I den innledende seksjonen har strømmen en stadig avtagende kjerne, hvor en jevn fordeling av hastigheter opprettholdes, og et veggnært grensesjikt, hvor hastighetene er ujevnt fordelt. Nedstrøms avtar dimensjonene til kjernen, tykkelsen på grensesjiktet øker til det nesten lukkes helt ved røraksen. Deretter begynner delen med jevn bevegelse, som vi faktisk vil vurdere.
Ifølge Newtons formel er kraften til hydraulisk friksjon i en væske lik
.
For et rundt sylindrisk rør skriver vi det i et sylindrisk koordinatsystem i skjemaet
,
Hvor r– strømradius til det sylindriske laget.
Relaterer vi kraften til en enhetsareal, får vi spenningen
På den annen side, i samsvar med den grunnleggende ligningen for jevn væskebevegelse (formel (3.12)), har vi for friksjonsspenning
Når vi husker at den hydrauliske radiusen for et rundt rør er , og skiller variablene, får vi
La oss integrere:
Integrasjonskonstanten bestemmes ut fra grensebetingelsene: kl r = r 0 (det vil si på rørveggen), må sklisikre betingelsene være oppfylt og væskehastigheten må være lik null, = 0. Deretter
Ved å erstatte verdien av integrasjonskonstanten i formelen for å bestemme hastigheten, får vi
I laminær bevegelse er hastighetene små, og hastighetstrykkene (begrepene i Bernoulli-ligningen som karakteriserer den kinetiske energien til væsken) er også små, så vi kan anta at den totale spesifikke energien til væsken bestemmes av bare to termer av Bernoulli-ligningen: 
.
Deretter, i stedet for full hydraulisk helling, kan du angi verdien , som betyr h energireserven i den første delen i forhold til den andre er lik . Denne reserven kalles ofte det effektive trykket.
Da vil formelen for hastighet skrives i skjemaet
Vi beregner gjennomsnittshastigheten ved å bruke formelen:
 | (4.6) |
Sammenligner vi med maks fra (4.3), ser vi at jfr = 0,5 maks.
Når laminær strømning går over til turbulent strømning, endres arten av hastighetsfordelingen over rørtverrsnittet. Hvis i en laminær strømning hastighetsfordelingen over tverrsnittet er parabolsk, så flater hastighetsdiagrammet ut i en turbulent strømning på grunn av strømningsblanding og nærmer seg en rektangulær. Siden i turbulente strømninger pulserer hastigheten i hvert punkt av strømmen kontinuerlig i størrelse og retning (innenfor visse grenser), brukes tidsgjennomsnittlige hastighetsverdier for å konstruere hastighetsdiagrammer og for tekniske beregninger.
La oss også merke oss at under overgangen fra laminær til turbulent strømning blir ikke hele strømmen fullstendig turbulisert: et tynt såkalt grenselag forblir nær veggene, der strømmen forblir laminær.
Dermed viser det seg at under turbulent bevegelse cp = (0,8 ÷ 0,9) maks.
La oss bestemme forholdet mellom den gjennomsnittlige hastigheten for fluidbevegelse i laminære og turbulente strømningsregimer i en rørledning med trykktap.
Med tanke på at , for laminær modus fra formel (4.6) får vi
Fra denne formelen kan det sees at trykktap i laminær strømning er proporsjonale med hastighetens første potens.
I turbulent strømning, som studier viser, er trykktapet proporsjonalt med hastigheten til de grader m, varierende fra 1,75 til 2,00. Dermed kan den generelle karakteren av avhengigheten av trykktap på hastighet uttrykkes som følger:
· i laminær modus
· under turbulente forhold 
Hvor k 1 og k 2 – tilsvarende proporsjonalitetskoeffisienter.
Merk at det generelle tilfellet av bevegelse av en viskøs væske er beskrevet av Navier–Stokes differensialligninger
 |
Laplace-operatoren antar følgende operasjon på dets variable argument
.
Navier–Stokes-ligningene skiller seg fra Euler-ligningene for en ideell væske i nærvær av termer med viskositet. Det er fire ukjente i Navier–Stokes-ligningene - tre projeksjoner av hastighet og trykk. Ved å bruke kontinuitetsligningen i differensialform får vi et lukket system for å finne ukjente. Men disse ligningene har ingen generell løsning, de kan bare løses for noen spesielle tilfeller. For eksempel er formel (4.2) en spesiell løsning for jevn laminær strømning av en viskøs væske i et rundt sylindrisk rør.
Det er to forskjellige former, to moduser for væskestrøm: laminær og turbulent strømning. Strømningen kalles laminær (lagdelt) hvis langs strømmen glir hvert utvalgt tynt lag i forhold til naboene uten å blande seg med dem, og turbulent (virvel) hvis intens virveldannelse og blanding av væsken (gassen) oppstår langs strømmen.
Laminær væskestrøm observeres ved lave bevegelseshastigheter. I laminær strømning er banene til alle partikler parallelle og formen deres følger strømningens grenser. I et rundt rør, for eksempel, beveger væsken seg i sylindriske lag, hvis generatriser er parallelle med rørets vegger og akser. I en rektangulær kanal med uendelig bredde beveger væsken seg i lag parallelt med bunnen. Ved hvert punkt i strømmen forblir hastigheten konstant i retning. Hvis hastigheten ikke endres med tid og størrelse, kalles bevegelsen jevn. For laminær bevegelse i et rør har hastighetsfordelingsdiagrammet i tverrsnittet form av en parabel med maksimal hastighet på røraksen og nullverdi ved veggene, hvor det dannes et vedheftende væskelag. Det ytre laget av væske ved siden av overflaten av røret som det strømmer i, fester seg til det på grunn av molekylære adhesjonskrefter og forblir ubevegelig. Jo større avstanden er fra de påfølgende lagene til røroverflaten, desto større er hastigheten på påfølgende lag, og laget som beveger seg langs røraksen har høyest hastighet. Profilen til gjennomsnittshastigheten til en turbulent strømning i rør (fig. 53) skiller seg fra den parabolske profilen til den tilsvarende laminære strømningen ved en raskere økning i hastighet v.
Figur 9Profiler (diagrammer) av laminære og turbulente væskestrømmer i rør
Gjennomsnittsverdien av hastigheten i tverrsnittet til et rundt rør under jevn laminær strømning bestemmes av Hagen-Poiseuille-loven:
(8)
hvor p 1 og p 2 er trykket i to tverrsnitt av røret, adskilt i en avstand Δx; r - rørradius; η - viskositetskoeffisient.
Hagen-Poiseuille-loven kan enkelt verifiseres. Det viser seg at for vanlige væsker er det bare gyldig ved lave strømningshastigheter eller små rørstørrelser. Mer presist er Hagen-Poiseuille-loven bare oppfylt ved små verdier av Reynolds-tallet:
(9)
hvor υ er gjennomsnittshastigheten i rørets tverrsnitt; l- karakteristisk størrelse, i dette tilfellet - rørdiameter; ν er koeffisienten for kinematisk viskositet.
Den engelske forskeren Osborne Reynolds (1842 - 1912) utførte i 1883 et eksperiment i henhold til følgende skjema: ved inngangen til røret som en jevn strøm av væske strømmer gjennom, ble et tynt rør plassert slik at åpningen var på aksen av røret. Maling ble tilført gjennom et rør inn i væskestrømmen. Mens laminær flyt eksisterte, beveget malingen seg omtrent langs rørets akse i form av en tynn, skarpt begrenset stripe. Deretter, med utgangspunkt i en viss hastighetsverdi, som Reynolds kalte kritiske, oppsto bølgelignende forstyrrelser og individuelle raskt forfallende virvler på stripen. Etter hvert som hastigheten økte, ble antallet større og de begynte å utvikle seg. Ved en viss hastighet brøt stripen opp i separate virvler, som spredte seg gjennom hele væskestrømmens tykkelse, noe som førte til intens blanding og farging av hele væsken. Denne strømmen ble kalt turbulent .
Med utgangspunkt i en kritisk hastighetsverdi ble Hagen-Poiseuille-loven også brutt. Gjentatte eksperimenter med rør med forskjellige diametre og med forskjellige væsker, oppdaget Reynolds at den kritiske hastigheten som parallelliteten til strømningshastighetsvektorene brytes varierte avhengig av størrelsen på strømningen og viskositeten til væsken, men alltid på en slik måte at det dimensjonsløse tallet 
fikk en viss konstant verdi i området for overgang fra laminær til turbulent strømning.
Den engelske vitenskapsmannen O. Reynolds (1842 - 1912) beviste at strømmens natur avhenger av en dimensjonsløs mengde kalt Reynolds-tallet:
(10)
hvor ν = η/ρ - kinematisk viskositet, ρ - fluidtetthet, υ av - gjennomsnittlig fluidhastighet over rørtverrsnittet, l- karakteristisk lineær dimensjon, for eksempel rørdiameter.
Således, opp til en viss verdi av Re-tallet er det en stabil laminær strømning, og i et visst verdiområde av dette tallet slutter den laminære strømningen å være stabil og individuell, mer eller mindre raskt oppstår forfallende forstyrrelser i strømme. Reynolds kalte disse tallene kritiske Re cr. Etter hvert som Reynolds-tallet øker ytterligere, blir bevegelsen turbulent. Regionen med kritiske Re-verdier ligger vanligvis mellom 1500-2500. Det skal bemerkes at verdien av Re cr påvirkes av arten av inngangen til røret og graden av ruhet på veggene. Med svært glatte vegger og en spesielt jevn inngang inn i røret, kan den kritiske verdien av Reynolds-tallet heves til 20 000, og hvis inngangen til røret har skarpe kanter, grader osv. eller rørveggene er grove, vil Re cr-verdien kan falle til 800-1000.
I turbulent strømning får væskepartikler hastighetskomponenter vinkelrett på strømmen, slik at de kan bevege seg fra ett lag til et annet. Hastigheten til væskepartikler øker raskt når de beveger seg bort fra røroverflaten, og endres deretter ganske lite. Siden væskepartikler beveger seg fra ett lag til et annet, varierer hastigheten deres i forskjellige lag lite. På grunn av den store hastighetsgradienten nær røroverflaten, dannes det vanligvis virvler.
Turbulent flyt av væsker er mest vanlig i natur og teknologi. Luftstrøm inn. atmosfære, vann i hav og elver, i kanaler, i rør er alltid turbulent. I naturen oppstår laminær bevegelse når vann filtrerer gjennom de tynne porene i finkornet jord.
Studiet av turbulent flyt og konstruksjonen av teorien er ekstremt komplisert. De eksperimentelle og matematiske vanskelighetene ved disse studiene er så langt bare delvis overvunnet. Derfor må en rekke praktisk viktige problemer (vannstrøm i kanaler og elver, bevegelsen av et fly med en gitt profil i luften, etc.) enten løses tilnærmet eller ved å teste de tilsvarende modellene i spesielle hydrodynamiske rør. For å gå fra resultatene oppnådd på modellen til fenomenet i naturen, brukes den såkalte likhetsteorien. Reynolds-tallet er et av hovedkriteriene for likheten i strømmen til en viskøs væske. Derfor er dens definisjon praktisk talt veldig viktig. I dette arbeidet observeres en overgang fra laminær strømning til turbulent strømning og flere verdier av Reynolds-tallet bestemmes: i det laminære strømningsområdet, i overgangsområdet (kritisk strømning) og i turbulent strømning.
Som eksperimenter viser, er to strømningsmåter av væsker og gasser mulige: laminær og turbulent.
Laminar er en kompleks strømning uten blanding av væskepartikler og uten pulsering av hastigheter og trykk. Med laminær bevegelse av væske i et rett rør med konstant tverrsnitt, er alle strømningslinjer rettet parallelt med aksen til rørene, det er ingen tverrgående bevegelse av væsken. Imidlertid kan laminær bevegelse ikke betraktes som irrotasjon, siden selv om det ikke er noen synlige virvler i den, er det samtidig med translasjonsbevegelse en ordnet rotasjonsbevegelse av individuelle væskepartikler rundt deres øyeblikkelige sentre med visse vinkelhastigheter.
Turbulent strømning er en strømning ledsaget av intens blanding av væske og pulseringer av hastigheter og trykk. I turbulent strømning, sammen med den viktigste langsgående bevegelsen av væsken, oppstår tverrgående bevegelser og rotasjonsbevegelse av individuelle væskevolumer.
En endring i strømningsregimet skjer ved et visst forhold mellom hastigheten V, diameter d og viskositeten υ. Disse tre faktorene inngår i formelen til det dimensjonsløse Reynolds-kriteriet R e = V d /υ, derfor er det ganske naturlig at det er tallet R e som er kriteriet som bestemmer strømningsregimet i rør.
Tallet Re hvor laminær bevegelse blir turbulent kalles kritisk Recr.
Som forsøk viser, for runde rør Recr = 2300, det vil si ved Re< Reкр течение является ламинарным, а при Rе >Recr - turbulent. Mer presist etableres en fullt utviklet turbulent strømning i rør kun ved Re = 4000, og ved Re = 2300 - 4000 oppstår et kritisk overgangsområde.
Endringen i strømningsregime når Rec nås skyldes at den ene strømningen mister stabilitet, og den andre får stabilitet.
La oss vurdere laminær strømning mer detaljert.
En av de enkleste bevegelsestypene til en viskøs væske er laminær bevegelse i et sylindrisk rør, og spesielt det spesielle tilfellet er jevn bevegelse i jevn tilstand. Teorien om laminær væskebevegelse er basert på Newtons friksjonslov. Denne friksjonen mellom lag med flytende væske er den eneste kilden til energitap.
Tenk på den etablerte laminære væskestrømmen i et rett rør med d = 2 r 0
For å eliminere tyngdekraftens påvirkning og dermed forenkle konklusjonen, la oss anta at røret er plassert horisontalt.
La trykket i seksjon 1-1 være lik P 1 og i seksjon 2-2 - P 2.
På grunn av den konstante rørdiameteren V = const, £ = const, vil Bernoulli-ligningen for de valgte seksjonene ha formen:
Derfor er dette hva piezometre installert i seksjoner vil vise.
La oss velge et sylindrisk volum i væskestrømmen.
La oss skrive ned ligningen for den jevne bevegelsen til et valgt væskevolum, det vil si likheten 0 av summen av krefter som virker på volumet.
Det følger at tangentialspenningene i rørets tverrsnitt varierer lineært avhengig av radius.
Hvis vi uttrykker skjærspenningen t i henhold til Newtons lov, vil vi ha
Minustegnet skyldes det faktum at referanseretningen r (fra aksen til veggen) er motsatt av referanseretningen y (fra veggen)
Og erstatte verdien av t inn i forrige ligning, får vi
Herfra finner vi hastighetsøkningen.
Etter å ha utført integrasjonen får vi:
Vi finner integrasjonskonstanten fra betingelsen for r = r 0; V=0
Hastigheten i en sirkel med radius r er lik
Dette uttrykket er loven om hastighetsfordeling over tverrsnittet til et rundt rør i laminær strømning. Kurven som viser hastighetsdiagrammet er en parabel av andre grad. Maksimal hastighet som forekommer i midten av seksjonen ved r = 0 er
La oss bruke den resulterende hastighetsfordelingsloven for å beregne strømningshastigheten.
Det er lurt å ta arealet dS i form av en ring med radius r og bredde dr
Deretter 
Etter integrasjon over hele tverrsnittsarealet, det vil si fra r = 0, til r = r 0
For å oppnå loven om motstand, uttrykker vi; (via forrige flytformel)
(
µ=υρ r 0 = d/2 γ = ρg. Da får vi Poireilles lov;
) beveger seg som i lag parallelt med strømningsretningen. L. t. observeres enten i svært tyktflytende væsker, eller i strømninger som skjer ved ganske lave hastigheter, så vel som i den langsomme flyten av væske rundt små legemer. Spesielt foregår selvlysende prosesser i trange (kapillær) rør, i et smøremiddellag i lagre, i et tynt grenselag som dannes nær overflaten av legemer når væske eller gass strømmer rundt dem, osv. Med en økning i bevegelseshastigheten av en gitt væske, blir lysstrømmer på et tidspunkt . Samtidig endres alle dens egenskaper betydelig, spesielt strømningsstrukturen, hastighetsprofilen og motstandsloven. Væskestrømningsregimet er preget av Reynolds-tallet Re. Når Re-verdien er mindre enn kritisk. nummer Recr, L. t. væske finner sted; hvis Re > Recr, blir strømmen turbulent. Verdien av Recr avhenger av typen strømning som vurderes. Således for strømning i runde rør ReKp » 2300 (hvis den karakteristiske hastigheten anses å være gjennomsnittet over tverrsnittet, og den karakteristiske størrelsen er rørets diameter). På Recr
Fysisk leksikon ordbok. - M.: Sovjetisk leksikon. Sjefredaktør A. M. Prokhorov. 1983 .
LAMINAR FLØT
(fra latin lamina - plate) - et ordnet strømningsregime for en viskøs væske (eller gass), preget av fravær av blanding mellom tilstøtende væskelag. Forholdene under hvilke stabil, dvs. ikke forstyrret av tilfeldige forstyrrelser, L. t kan oppstå, avhenger av verdien av den dimensjonsløse Reynolds nummer Re. For hver type flyt er det et slikt tall R e Kr, kalt lavere kritisk Reynolds nummer, som for evt Re
En ide om funksjonene til lineær bevegelse er gitt av det godt studerte tilfellet av bevegelse i en rund sylindrisk. rør For denne strømmen R e Kr 2200, hvor Re= ( -
gjennomsnittlig væskehastighet, d- rør diameter,
- kinematisk koeffisient viskositet, - dynamisk koeffisient viskositet, - væsketetthet). Dermed kan praktisk talt stabil laserstrøm oppstå enten med en relativt langsom strømning av en tilstrekkelig viskøs væske eller i svært tynne (kapillær) rør. For eksempel, for vann (= 10 -6 m 2 / s ved 20 ° C) er stabil L. t med = 1 m / s bare mulig i rør med en diameter på ikke mer enn 2,2 mm.
Med LP i et uendelig langt rør, endres hastigheten i enhver seksjon av røret i henhold til loven -(1 - - r 2 /EN 2), hvor A - rørradius, r- avstand fra aksen, - aksial (numerisk maksimal) strømningshastighet; den tilsvarende parabolen. hastighetsprofilen er vist i fig. EN. Friksjonsspenningen varierer langs radien i henhold til en lineær lov hvor = er friksjonsspenningen på rørveggen. For å overvinne kreftene til viskøs friksjon i et rør med jevn bevegelse, må det være et langsgående trykkfall, vanligvis uttrykt ved likheten P 1 - P 2 
Hvor s 1 Og s 2 - press i Ph.D. to tverrsnitt plassert på avstand l fra hverandre - koeffisient. motstand, avhengig av for L. t. Den andre av væske i et rør ved L. t Poiseuilles lov. I rør med begrenset lengde etableres ikke den beskrevne L. t umiddelbart og i begynnelsen av røret er det en såkalt. inngangspartiet, hvor hastighetsprofilen gradvis forvandles til parabolsk. Omtrentlig lengde på inngangsseksjonen
Hastighetsfordeling over rørtverrsnittet: EN- med laminær strømning; b- i turbulent flyt.
Når strømmen blir turbulent, endres strømningsstrukturen og hastighetsprofilen betydelig (fig. 6
) og motstandsloven, dvs. avhengighet av Re(cm. Hydrodynamisk motstand).
I tillegg til rør, skjer smøring i smørelaget i lagre, nær overflaten av legemer som strømmer rundt en lavviskøs væske (se fig. Grense lag), når en veldig tyktflytende væske strømmer sakte rundt små kropper (se spesielt Stokes formel). Teorien om laserteori brukes også i viskometri, i studiet av varmeoverføring i en bevegelig viskøs væske, i studiet av bevegelsen av dråper og bobler i et flytende medium, i vurderingen av strømninger i tynne væskefilmer, og i å løse en rekke andre problemer innen fysikk og naturvitenskap. kjemi.
Litt.: Landau L.D., Lifshits E.M., Mechanics of Continuous Media, 2. utgave, M., 1954; Loytsyansky L.G., Mechanics of liquid and gas, 6. utgave, M., 1987; Targ S.M., Basic problems of theory of laminar flows, M.-L., 1951; Slezkin N.A., Dynamics of a viscous incompressible fluid, M., 1955, kap. 4 - 11. S. M. Targ.
Fysisk leksikon. I 5 bind. - M.: Sovjetisk leksikon. Sjefredaktør A. M. Prokhorov. 1988 .
Se hva "LAMINAR FLOW" er i andre ordbøker:
Moderne leksikon
Laminær flyt- (fra latin lamina plate, stripe), en ordnet strøm av væske eller gass, der væsken (gassen) beveger seg i lag parallelt med strømningsretningen. Laminær strømning observeres enten i strømninger som forekommer med... ... Illustrert encyklopedisk ordbok
- (fra latinsk lamina platestrimmel), en strømning der en væske (eller gass) beveger seg i lag uten å blandes. Eksistensen av laminær strømning er bare mulig opp til et visst punkt, den såkalte. kritisk, Reynolds nummer Recr. Når Re, ... ... Stor encyklopedisk ordbok
- (fra lat. lamina plate, stripe * a. laminar flow; n. Laminarstromung, laminare Stromung; f. ecoulement laminaire, courant laminaire; i. corriente laminar, torrente laminar) bestilt flyt av væske eller gass, med væske... ... Geologisk leksikon
- (fra latin lamina plate, stripe) en viskøs væskestrøm der partiklene i mediet beveger seg på en ordnet måte gjennom lagene og prosessene med overføring av masse, momentum og energi mellom lagene skjer på molekylnivå. Et typisk eksempel på L. t... ... Encyclopedia of technology
LAMINAR FLOW, rolig flyt av væske eller gass uten blanding. En væske eller gass beveger seg i lag som glir forbi hverandre. Når bevegelseshastigheten til lagene øker, eller når viskositeten avtar... ... Vitenskapelig og teknisk encyklopedisk ordbok - bevegelsen av en viskøs væske (eller gass), der væsken (eller gassen) beveger seg i separate parallelle lag uten turbulens og blanding med hverandre (i motsetning til turbulent (se)). Som et resultat (for eksempel i et rør) har disse lagene... ... Big Polytechnic Encyclopedia
laminær strømning- Den rolige, ordnede bevegelsen av vann eller luft som beveger seg parallelt med strømmens retning, i motsetning til en turbulent strøm... Ordbok for geografi
Væskestrømningsregimet refererer til kinematikken og dynamikken til flytende makropartikler, som sammen bestemmer strukturen og egenskapene til strømmen som helhet.
Bevegelsesmåten bestemmes av forholdet mellom treghetskreftene og friksjonen i strømmen. Dessuten virker disse kreftene alltid på flytende makropartikler når de beveger seg i strømmen. Selv om denne bevegelsen kan være forårsaket av ulike ytre krefter som tyngdekraft og trykk. Forholdet mellom disse kreftene reflekterer , som er et kriterium for væskestrømningsregimet.
Ved lave bevegelseshastigheter av væskepartikler i strømmen dominerer friksjonskrefter, og Reynolds-tall er små. Denne bevegelsen kalles laminær.
Ved høye bevegelseshastigheter av væskepartikler i en strømning er Reynolds-tallene høye, deretter dominerer treghetskrefter i strømmen og disse kreftene bestemmer kinematikken og dynamikken til partikler, dette regimet kalles turbulent
Og hvis disse kreftene er av samme orden (målbare), kalles et slikt område - interleave-regionen.
Modustypen påvirker i stor grad prosessene som skjer i strømmen, og dermed de beregnede avhengighetene.
Et installasjonsdiagram for å illustrere væskestrømningsregimene er vist i figuren.
Væsken fra tanken strømmer gjennom en gjennomsiktig rørledning gjennom en kran til avløpet. Ved inngangen til røret er det et tynt rør gjennom hvilket fargestoffet kommer inn i den sentrale delen av strømmen.
Hvis du åpner kranen litt, vil væske begynne å strømme gjennom rørledningen med lav hastighet. Når du introduserer et fargestoff i strømmen, vil du kunne se hvordan en strøm av fargestoff i form av en linje flyter fra begynnelsen av røret til slutten. Dette indikerer en lagdelt flyt av væske, uten blanding og virveldannelse, og overvekt av treghetskrefter i strømmen.
Dette strømningsregimet kalles laminær.
Laminær modus er en lagdelt flyt av væske uten å blande partikler, uten pulserende hastigheter og trykk, uten å blande lag og virvler.
Ved laminær strømning er strømlinjene parallelle med røraksen, d.v.s. det er ingen bevegelse på tvers av væskestrømmen.
Turbulent strømningsregime
Når strømningshastigheten gjennom røret i installasjonen under vurdering øker, vil bevegelseshastigheten til væskepartikler øke. Strømmen av fargevæske vil begynne å svinge.
Hvis du åpner kranen mer, vil strømmen gjennom røret øke.
Strømmen av fargevæsken vil begynne å blande seg med hovedstrømmen, mange soner med virveldannelse og blanding vil være merkbare, og treghetskrefter vil råde i strømmen. Dette strømningsregimet kalles turbulent.
Turbulent regime er en strømning ledsaget av intens blanding, forskyvning av lag i forhold til hverandre og pulsasjoner av hastigheter og trykk.
I en turbulent strømning har hastighetsvektorene ikke bare aksiale, men også komponenter normalt på kanalens akse.
Hva avhenger væskestrømningsregimet av?
Strømningsregimet avhenger av bevegelseshastigheten til væskepartikler i rørledninger og rørledningens geometri.
Som nevnt tidligere, lar regimet for væskestrøm i rørledningen oss bedømme Reynolds kriterium, som gjenspeiler forholdet mellom treghetskrefter og viskøse friksjonskrefter.
- På Reidolds tall under 2300 kan vi snakke om laminær bevegelse av partikler (noen kilder indikerer tallet 2000)
- Hvis Reynolds-kriteriet er større enn 4000, er strømningsregimet det turbulent
- Reynolds tall mellom 2300 og 4000 indikerer overgangsregime væskestrøm