Різниця між ламінарним потоком і турбулентним потоком

Ламінарний потік проти турбулентного потоку
 

Динаміка рідин є важливою частиною класичної фізики, і застосування працює від зрошення до фізіології людини. Він має значний інженерний внесок у галузі аерокосмічної, морської, зрошувальної, гідравлічної та багатьох інших дисциплін.

Потік рідини змінюється від одного стану до іншого, і для зручності аналізу потік класифікується в різні режими, де властивості рідини, такі як швидкість, тиск, щільність і в'язкість, характеризують кожен режим. Турбулентність і ламінарний потік - це два основних класи режимів потоку.

Що таке Ламінарний потік?

Коли частинки рідини течуть, не перетинаючи шляхи один одного, і швидкість частинки завжди дотична до шляху частинки, потік, як кажуть, є потоковим. Коли відбувається потоковий потік, шари частинок рідини мають тенденцію ковзати по сусідній частинці, не порушуючи рух інших, і це відбувається в шарах або пластинах потоку рідини. Такий потік відомий як Ламінарний потік. Ламінарний або потоковий потік виникає, коли швидкість рідини відносно низька.

При ламінарному потоці шар, що контактує з нерухомою поверхнею, має нульову швидкість, і в напрямку, перпендикулярному до поверхні, швидкість шарів має тенденцію до збільшення. Також швидкість, тиск, щільність та інші динамічні властивості рідини залишаються незмінними у кожній точці простору потоку.

Число Рейнольдса - це показник того, наскільки хороша рідина може зазнавати ламінарного потоку. Коли число Рейнольдса низьке, потік має тенденцію до ламінарності, а в'язкі сили є домінуючою формою взаємодії між шарами. Коли число Рейнольдса велике, потік має тенденцію до турбулентності, а інерційні сили є домінуючою формою взаємодії між шарами.

Що таке турбулентний потік?

Коли властивості рідини в потоці швидко змінюються з часом, тобто коли зміни швидкості, тиску, густини та інших властивостей потоку показують випадкові та довільні зміни, потік відомий як турбулентний потік.

Потік рідини в рівномірній циліндричній трубі з кінцевою довжиною, також відомий як потік Пуазеля, буде мати турбулентність в потоці, коли число Рейнольдса досягне критичного числа 2040. Однак, як правило, потік не може бути явно турбулентним, коли Рейнольдс кількість понад 10000.

Турбулентний потік характеризується своєю випадковою природою, дифузійністю та вихровістю. Потік містить вихри, поперечні струми та вихори.

Чим відрізняється Ламінар від Турбулентного потоку?

• У ламінарному потоці потік відбувається з низькою швидкістю та малим числом Рейнольдса, тоді як потік турбулентності відбувається з великими швидкостями та високим числом Рейнольдса.

• У ламінарному потоці шлях рідинних ліній рівномірний і поточний, де немає бічного порушення трактів рідини і рідина протікає шарами. У турбулентному потоці схема потоку нерегулярна і хаотична, де виникають вихори, вихрі та перехресні течії.

• У ламінарному потоці властивості рідини в точці простору залишаються постійними з часом, тоді як при турбулентному потоці властивості рідини в точці є стохастичними.