Laminar እና በነገሠበት ፍሰት. ፈሳሽ ፍሰት አገዛዞች

ፈሳሽ እና ጋዞችን ፍሰት ንብረቶች በማጥናት ወደ ኢንዱስትሪ እና የሕዝብ መገልገያ የሚሆን በጣም አስፈላጊ ነው. ውሃው ትራንስፖርት ተመን ላይ ያለው laminar እና በነገሠበት ፍሰት ውጤት, ዘይት, የተለያዩ ዓላማዎች የተፈጥሮ ጋዝ ቧንቧዎችን, ሌሎች መለኪያዎች ይነካል. እነዚህ ችግሮች ሳይንስ hydrodynamics ማድረግ.

በዓይነቱ መመደብ

ፈሳሽ ፍሰት አገዛዞች እና ጋዞች ሳይንሳዊ ሁኔታ ውስጥ ሁለቱ በጣም የተለያዩ ክፍሎች ይከፈላሉ;

• laminar (inkjet);
• በነገሠበት.

በተጨማሪም የሽግግር ደረጃ መለየት. በወቅቱም: የሚለው ቃል "ፈሳሽ" ሰፋ ያለ ትርጉም አለው; ይህም incompressible ሊሆን ይችላል (ፈሳሽ በትክክል ነው), አንድ compressible (ጋዝ), conductive, ወዘተ ...

ጉዳዩ ታሪክ

በ 1880 ሌላ Mendeleev ሁለት ተቃራኒ ፍሰት አገዛዞች ሕልውና ሐሳብ ገልጸዋል ነበር. ተጨማሪ ዝርዝሮችን ለማግኘት በዚህ ጉዳይ ላይ በ 1883 ላይ ጥናት ያጠናቀቁ የብሪታንያ የፊዚክስ እና መሐንዲስ Osborne ሬይኖልድስ መርምረዋል. ማለት ይቻላል ቀላቅሉባት እና ትይዩ ዱካዎች አብረው መንቀሳቀስ አይደለም ንብርብሮች (ቅንጣት ፍሰት): በመጀመሪያ, በተግባር, እና ከዛም የፈሳሽ ማጓጓዣ ዝቅተኛ የሆነ ፍሰት መጠን laminar ቅጽ እየሆነ እንደሆነ ይገኛል ቀመሮች በመጠቀም. ይሁን እንጂ, አንድ ወሳኝ እሴት (የተለያዩ ሁኔታዎች ለ የተለየ ነው) ለማሸነፍ በኋላ, ማዕረግ ሬይኖልድስ ቁጥር ፈሳሽ ፍሰት ሁኔታዎች ተቀይረዋል ናቸው: ጀት ፍሰት ትርምስ ሽክርክሪት ይሆናል - ማለትም, በነገሠበት. ወደ ውጭ ዘወር እንደ እነዚህ ግቤቶች በተወሰነ በተፈጥሮ እና ጋዞች ናቸው.

ተግባራዊ እንግሊዝኛ ሳይንቲስት ስሌቶች, ባህሪ ለምሳሌ, ውሃ, ይህም ፍሰቶችን ውስጥ ያለውን ታንክ (ቧንቧዎች, ሰርጦች, የደም ሥሮች, ወዘተ), ቅርጽ እና ልኬቶች ላይ በከፍተኛ ሁኔታ ጥገኛ መሆኑን አሳይቷል. - ቧንቧዎች ውስጥ (ለመሰካት ግፊት ዝገትና ጥቅም ላይ ያሉ) አንድ ክብ መስቀል ክፍል ያለው, በውስጡ ሬይኖልድስ ቁጥር ቀመር ወሳኝ መንግስት ፍሰት ሰርጥ ለመክፈት እንዲቻል 2300. = Re: እንደሚከተለው ተገልጿል ነው ሬይኖልድስ ቁጥር , ዳግም ለ አነስ እሴቶች ለማግኘት 900. = ዳግም ትእዛዝ ነው: የተለያዩ ትርምስ - ትልቅ ላይ.

laminar ፍሰት

አንድ laminar ፍሰት በነገሠበት ተፈጥሮ እና ውሃ አቅጣጫ ነው በተቃራኒ (ጋዝ) የሚፈሰው. እነዚህ በመቀላቀል ያለ እና pulsations ያለ ንብርብሮች ማንቀሳቀስ. በሌላ አነጋገር, ወደ እንቅስቃሴ ግፊት አቅጣጫ እና ፍጥነት ላይ የተመረዙት ቢዘል ያለ ተሰጥኦና ቦታ ይወስዳል.

Laminar ፈሳሽ ፍሰት ጠባብ ውስጥ, ለምሳሌ, እስኪሣል ነው የደም ሥሮች (ቦንድና በኩል ነዳጅ ዘይት) በጣም ዝልግልግ ፈሳሽ ውስጥ በአሁኑ ጊዜ, ሕያዋን ነገሮች, ተክሎችን ሥሮች እና ተመጣጣኝ ሁኔታዎች ስር. በ ጀት ፍሰት ለመሳል ትንሽ መታ ለመግለጥ በቂ ነው - ውኃ በመቀላቀል ያለ, በእኩል, በጸጥታ ይፈልቃል. መጨረሻ ወደ spigot ነቀለ ከሆነ, ስርዓቱ ግፊት ይነሣል እና ፍሰት ትርምስ ይሆናል.

በነገሠበት ፍሰት

ከአጎራባች ቅንጣቶች በከፍተኛ ትይዩ ዱካዎች አብረው ይንቀሳቀሳሉ በውስጧ አንድ laminar, በተለየ መልኩ, ፈሳሽ ከፍተኛ አለመረጋጋት ፍሰት disordered ተፈጥሮ ነው. እኛ ላግራንግ ዘዴ የሚጠቀሙ ከሆነ, ቅንጣቶች መካከል trajectories በዘፈቀደ መደራረብ እና በጣም በምናባችን ባሕርይ ይችላሉ. እነዚህ ሁኔታዎች ስር ፈሳሾች እና ጋዞችን እንቅስቃሴ nonstationarities በጣም ሰፊ ክልል ሊኖራቸው ይችላል እነዚህን መለኪያዎች ጋር, ሁልጊዜ አላፊ ናቸው.

በነገሠበት አገዛዝ የተዋጣው ገንዘብ ወደ laminar ጋዝ ፍሰት እንደ ገና አየር ውስጥ የሚነድ ለሲጋራ ጭስ ምሳሌ ወረብ በማድረግ ቁጥጥር ሊደረግበት ይችላል. መጀመሪያ, በ ቅንጣቶች ጊዜ ውስጥ ሳይለወጥ ማለት ይቻላል ትይዩ ዱካዎች ማንቀሳቀስ. ጭስ ቋሚ አይመስልም. ከዚያም ሁሉም በድንገት አንዳንድ ነጥብ ላይ ሙሉ በሙሉ በዘፈቀደ መንቀሳቀስ ዘንድ ትልቅ eddies አሉ. እነዚህ አዙሪቶች ትናንሽ ሰዎች ወደ በማፍረስ - በጣም ላይ እንኳ ትናንሽ እና ወደ. መጨረሻ ላይ, ማለት ይቻላል ከአካባቢው አየር ጋር ስብስቦች ለማጨስ.

ሁከት ዑደቶች

ከዚህ በላይ ያለው ምሳሌ መማሪያ መጽሐፍ ነው; የእርሱ ምልከታዎች ከ ሳይንቲስቶች የሚከተሉትን ድምዳሜዎች አድርጌሃለሁ;

1. Laminar እና በነገሠበት ፍሰት በተፈጥሮ ውስጥ probabilistic ነን: እርስ በርሳቸውም ሁነታ ከ ሽግግር በትክክል በትክክለኛው ቦታ አይደለም, እና በትክክል የዘፈቀደ, የዘፈቀደ አካባቢ ላይ.
2. በመጀመሪያ, ጭስ ወረብ መጠን ይልቅ ተለቅ የሆኑ ትላልቅ አዙሪቶች አሉ. እንቅስቃሴ የመወላወል እና አጥብቆ anisotropic ይሆናል. ትልቅ ፍሰቶች ያልተረጋጋ እንዲሆን እና ትናንሽ እና ትናንሽ ወደ ለማፍረስ. በመሆኑም eddies አንድ ተዋረድ አለ. እንቅስቃሴ የኃይል ትንሽ ወደ ትልቅ ይተላለፋል, እና ይህ ሂደት መጨረሻ ላይ ተፋቀ ነው - ጉልበት ማባከን አነስተኛ ሚዛን ላይ የሚከሰተው.
3. ሁከት ፍሰት የተመረዙት: አንድ የተወሰነ ሽክርክሪት ሙሉ በሙሉ በዘፈቀደ, ሞገደኛ ቦታ ሊሆን ይችላል.
4. ከአካባቢ አየር ጋር ጭስ ማደባለቅ laminar ፍሰት ስር ቦታ መውሰድ, እና በነገሠበት ውስጥ አይደለም - በጣም ከፍተኛ ነው.
5. ሁሉም ጋዝ-ተለዋዋጭ መለኪያዎች በጊዜ ሂደት ለውጥ - የድንበር ሁኔታ ቋሚ ናቸው እውነታ ቢሆንም, ሁከት ራሱ ግልጽ ያልሆኑ የጽህፈት ቁምፊ አለው.

አለመረጋጋት ምክንያት ሌላ አስፈላጊ ንብረት አለ; ሁልጊዜ ሶስት-ልኬት ነው. እኛ ቧንቧ ወይም ሁለት-ልኬት ወሰን ንብርብር ውስጥ አንድ-ልኬት ፍሰት ከግምት እንኳ አሁንም የነገሠባቸው eddies መካከል እንቅስቃሴ ሦስት ያስተባብራል ዘንጎች መካከል አቅጣጫዎች ውስጥ የሚከሰቱ.

ሬይኖልድስ ቁጥር: ወደ ቀመር

laminar ከ ሽግግሩ የሚባሉት ወሳኝ ሬይኖልድስ ቁጥር ልናከናውን የነውጥ ዘንድ:

_{= CR (ρuL / μ) ዳግም} CR,

የት ρ - መጠጋጋት ዥረት, U - ባሕርይ ፍሰት መጠን; L - ባሕርይ መጠን የሚፈሱባቸው, μ - የ Coefficient ተለዋዋጭ viscosity ምክንያት, CR - አንድ ቱቦ አጠገብ ክብ መስቀል ክፍል ጋር.

ለምሳሌ ያህል, ዋሽንት L ውስጥ ቬሎሲቲ u ጋር ፍሰት ሆኖ ያገለግላል ዋሽንት ዲያሜትር. Osborne ሬይኖልድስ አሳይተዋል በዚህ ሁኔታ ውስጥ, 2300 <ዳግም _CR <20000. መስፋፋት በጣም ትልቅ ነው, የምናዳብረው ማለት ይቻላል ትእዛዝ.

ተመሳሳይ ውጤት ስስ ላይ ድንበር ንብርብር ውስጥ ማግኘት ነው. የ ባሕርይ መጠን የወጭቱን የፊት ጫፍ ድረስ ያለውን ርቀት እንደ ተወሰደ; ከዚያም 3 × ¹⁰ ግንቦት <ዳግም _CR <4 × ¹⁰ ሚያዝያ ነው. L ወሰን ሽፋን ያለውን ውፍረት, በ 2700 ማለት ነው ከሆነ <ዳግም _CR <9000. Re _CR ዋጋ እንዲያውም የበለጠ ሊሆን እንደሚችል አሳይተዋል የሙከራ ጥናቶች አሉ.

ቬሎሲቲ perturbation የሚለው ጽንሰ-ሐሳብ

የ laminar እና በነገሠበት ፈሳሽ ፍሰት, መሰረት, የ ሬይኖልድስ ቁጥር (በድጋሚ) ያለውን ወሳኝ ዋጋ ምክንያቶች በርካታ ቁጥር ላይ የሚወሰን ነው. ግፊት ቅልመት, ምቾት ለማግኘት ወዘተ ጉብ የለመዱ, ውጫዊ ፍሰት ውስጥ ሁከት እኛነታችንን ልዩነት ሙቀት, ቁመት ጀምሮ, እነዚህን ድምር ሁኔታዎች perturbation ቬሎሲቲ ተብሎ ነው እነርሱ ፍሰት መጠን ላይ የተወሰነ ተጽዕኖ ስላለን. ይህ ረብሻ አነስተኛ ከሆነ, ይነገርናል መስክ ለማቀናጀት ሲፈልጉ ከዓለቶችና ኃይሎች እልባት ይቻላል. ፍሰት ውስጥ ትልቅ perturbations ያልተረጋጋ ሊሆን ይችላል, እና ሁከት የሚከሰተው.

: Inertial ኃይሎች እና ከዓለቶችና ኃይሎች መካከል ጥምርታ, ቂም ቀመር የተሸፈነ ፍልሰት - የ ሬይኖልድስ ቁጥር አካላዊ ትርጉም መሆኑን የተሰጠው

ዳግም = ρuL / μ = ρu ² / (μ × (u / L )).

ታህታዊ ሁለት ጊዜ ቬሎሲቲ ራስ እና መነሻ ምክንያት ነው - L ወሰን ሽፋን ያለውን ውፍረት እንደ ካልተወሰደ ዋጋ, የ frictional ውጥረት ቅደም ተከተል ነው. ተለዋዋጭ ግፊት ሚዛን እና ለማጥፋት ቢፈጽሙ ሰበቃ ኃይሎች ይህንን ይቃወማሉ. ለምን ይሁን እንጂ ግልፅ ነው inertia ኃይሎችን እነርሱ 1000 እጥፍ የበለጠ ከዓለቶችና ኃይሎች ናቸው ብቻ (ወይም ቬሎሲቲ ግፊት) ለውጥ ያስከትላል.

ስሌቶች እና እውነታዎች

ምናልባት, ይበልጥ አመቺ ዳግም _CR ፍጹም አይደለም ፍሰት ፍጥነት ዩ, እና ቬሎሲቲ perturbation ባሕርይ ፍጥነት ሆኖ ሊያገለግል. በዚህ ሁኔታ ውስጥ, ወሳኝ ሬይኖልድስ ቁጥር በነገሠበት ፈሳሽ ፍሰቶች ወደ 5 ጊዜ laminar ፍሰት ላይ ተለዋዋጭ ግፊት ረብሻ ከዓለቶችና ውጥረት በማይበልጥ ጊዜ ማለትም 10, ይሆናል. አንዳንድ ሳይንቲስቶች መሠረት ዳግም ይህ ትርጉም እንዲሁም በሚከተሉት experimentally አረጋግጠዋል እውነታዎች ተብራርቷል.

_CR ስፍር ቢፈጽሙ ዳግም ወደ ፍጹም ለስላሳ ላይ ፍጹም ወጥ ፍጥነት መገለጫ በተለምዶ ቁጥር የሚወሰነው ያህል, ይህ ሆኖአል; ሽግግር በትክክል የነውጥ ወደ የሚከሰተው. እዚህ ላይ ሬይኖልድስ ቁጥር 10 ጋር እኩል ነው ይህም ወሳኝ ዋጋ በታች ያለውን perturbation ቬሎሲቲ, ምን ያህል ስፋት የሚወሰን ነው.

ሰራሽ አለመረጋጋት ፊት, መሠረታዊ መጠን ጋር ተመጣጣኝ በሚገርም ፍጥነት እንዲፈጠር, ፍሰት ፍጥነት ፍጹም እሴት ከ የሚወሰነው ዳግም _CR ይልቅ በነገሠበት ላይ በጣም ዝቅ ሬይኖልድስ _{ቁጥሮች,} ይሆናል. ይህ ባሕርይ ፍጥነት ከላይ ምክንያቶች ሳቢያ ቬሎሲቲ perturbation ፍጹም እሴት ነው የት _CR = 10, ዳግም ወደ Coefficient መጠቀምን ይፈቅዳል.

ወደ ቧንቧው ውስጥ laminar ፍሰት አገዛዝ መረጋጋት

የ laminar እና በነገሠበት ፍሰት በተለያዩ ሁኔታዎች ስር ፈሳሾች እና ጋዞች ሁሉ ዓይነቶች የተለመደ ነው. ፍሰት ያለው laminar ተፈጥሮ ብርቅ ናቸው እና ጠባብ ከመሬት ጅረቶች ሜዳ ለማግኘት, ለምሳሌ, ባሕርይ ናቸው. ይልቁንስ, ይህንን ጉዳይ መተላለፊያ መስመር ውኃ, ዘይት, ጋዝ እና ሌሎች ፈሳሾች አማካኝነት የትራንስፖርት የሚሆን ተግባራዊ ማመልከቻ አውድ ውስጥ ሳይንቲስቶች አሳሳቢ ነው.

የ ጥናቱ ዋና ፍሰት እንቅስቃሴ ታወከ ወደ ጥ laminar ፍሰት መረጋጋት በቅርበት ተዛማጅ ነው. ይህ የሚባሉ ትንንሽ perturbations ተጽዕኖ አልተገኘም. እነሱ ማደግ ወይም ከጊዜ ወደ ጊዜ የማያልፈውን እንደሆነ ላይ በመመስረት, መሠረታዊ ፍሰት የተረጋጋ ወይም ያልተረጋጋ እንዲሆን ተደርጎ ነው.

compressible እና compressible ሳይሆን ፈሳሽ ለ

የ laminar እና በነገሠበት ፈሳሽ ፍሰት ላይ ተጽዕኖ ምክንያቶች መካከል አንደኛው compressibility ነው. ይህ ፈሳሽ ንብረት ዋናው ወቅታዊ ውስጥ ፈጣን ለውጥ ጋር ያልሆኑ የጽህፈት ሂደቶች መረጋጋት ጥናት ውስጥ በተለይ በጣም አስፈላጊ ነው.

ጥናቶች ሞላላ ክፍል ቱቦዎች ውስጥ አንድ incompressible ፈሳሽ laminar ፍሰት ጊዜ እና ቦታ ውስጥ በአንጻራዊ ሁኔታ አነስተኛ axisymmetric ያልሆኑ axisymmetric ብጥብጥ የመቋቋም መሆኑን ያመለክታሉ.

ዋናው የአሁኑ በሁለቱ መጋጠሚያዎች ላይ ጥገኛ ነው የት በቅርቡ, ስሌቶች ወደ ሞላላ ቱቦ ውስጥ ስርጥ ክፍል ውስጥ axisymmetric ፍሰት የመቋቋም ላይ ብጥብጥ ተጽዕኖ ላይ ሲካሄድ ነው. ዋሽንት ያለው የሚያስተባብር ዘንጉ ዋና ፍሰት ቧንቧ ያለውን ራዲየስ ሆነው ቬሎሲቲ መገለጫ ይነካል ያለውን ግቤት ሆኖ ይቆጠራል.

መደምደሚያ

ጥናት ዘመናት ቢሆንም, እኛ laminar እና በነገሠበት ፍሰት በደንብ ጥናት ነው ማለት አንችልም. ጥቃቅን ደረጃ ላይ የሙከራ ጥናቶች, አንድ ሲነጋገሩ ስሌት ለማጽደቅ የሚያስፈልጋቸው አዳዲስ እትሞች ማሳደግ. ውኃ, ዘይት, ጋዝ እና ምርት ኪሎ በዓለም ሺህ: ምርምር ተፈጥሮ ማመልከቻ እና አጠቃቀም ነው. ትራንስፖርት ወቅት አለመረጋጋት ምክንያት ቅነሳ ለማግኘት ረዘም አስተዋወቀ የቴክኒክ መፍትሄዎች, ይበልጥ ውጤታማ ይሆናል.