Λασματική ροή εναντίον τυρβώδης ροή
Η Ρευστοδυναμική είναι σημαντικό μέρος της κλασικής φυσικής και οι εφαρμογές ξεκινούν από την άρδευση έως την ανθρώπινη φυσιολογία. Έχει σημαντική συμβολή μηχανικής στους τομείς της αεροδιαστημικής, της ναυτιλίας, της άρδευσης, της υδραυλικής και πολλών άλλων κλάδων.
Η ροή του ρευστού ποικίλλει από τη μια κατάσταση στην άλλη και για ευκολία ανάλυσης, η ροή κατηγοριοποιείται σε διαφορετικά καθεστώτα όπου οι ιδιότητες του ρευστού όπως η ταχύτητα, η πίεση, η πυκνότητα και το ιξώδες χαρακτηρίζουν κάθε καθεστώς. Η τυρβώδης και η στρωτή ροή είναι οι δύο κύριες κατηγορίες καθεστώτων ροής.
Τι είναι η Laminar Flow;
Όταν τα σωματίδια του ρευστού ρέουν χωρίς να τέμνουν τις διαδρομές μεταξύ τους και η ταχύτητα του σωματιδίου είναι πάντα εφαπτομενική στην διαδρομή του σωματιδίου, η ροή λέγεται ότι είναι ρέουσα. Όταν λαμβάνει χώρα η ροή ροής, τα στρώματα των σωματιδίων ρευστού τείνουν να γλιστρούν πάνω από το παρακείμενο σωματίδιο χωρίς να διαταράσσεται η κίνηση των άλλων, και αυτό συμβαίνει σε στρώματα ή ελάσματα ροής ρευστού. Μια τέτοια ροή είναι γνωστή ως στρωτή ροή. Η στρωτή ροή ή η ροή εξορθολογισμού εμφανίζεται όταν η ταχύτητα του ρευστού είναι σχετικά χαμηλή.
Στη στρωτή ροή, το στρώμα που έρχεται σε επαφή με μια ακίνητη επιφάνεια έχει μηδενική ταχύτητα και, στην κατεύθυνση κάθετη προς την επιφάνεια, η ταχύτητα των στρωμάτων τείνει να αυξάνεται. Επίσης, η ταχύτητα, η πίεση, η πυκνότητα και άλλες ρευστοδυναμικές ιδιότητες παραμένουν αμετάβλητες σε κάθε σημείο του χώρου της ροής.
Ο αριθμός Reynolds είναι μια ένδειξη πόσο καλά ένα ρευστό μπορεί να υποστεί στρωτή ροή. Όταν ο αριθμός Reynolds είναι χαμηλός, η ροή τείνει να είναι στρωτή και οι ιξώδεις δυνάμεις είναι η κυρίαρχη μορφή αλληλεπίδρασης μεταξύ των στρωμάτων. Όταν ο αριθμός Reynolds είναι υψηλός, η ροή τείνει να είναι τυρβώδης και οι αδρανειακές δυνάμεις είναι η κυρίαρχη μορφή αλληλεπίδρασης μεταξύ των στρωμάτων.
Τι είναι η τυρβώδης ροή;
Όταν οι ιδιότητες του ρευστού σε μια ροή ποικίλλουν γρήγορα με το χρόνο, δηλαδή όταν οι αλλαγές στην ταχύτητα, την πίεση, την πυκνότητα και άλλες ιδιότητες ροής εμφανίζουν τυχαίες και αυθαίρετες αλλαγές, η ροή είναι γνωστή ως τυρβώδης ροή.
Η ροή του ρευστού μέσα σε έναν ομοιόμορφο κυλινδρικό σωλήνα με πεπερασμένο μήκος, γνωστό και ως ροή Poiseuille, θα έχει αναταράξεις στη ροή όταν ο αριθμός Reynolds φτάσει τον κρίσιμο αριθμό 2040. Ωστόσο, γενικά, η ροή μπορεί να μην είναι ρητά να είναι ταραχώδης όταν ο αριθμός Reynolds είναι μεγαλύτερος από 10000.
Μια τυρβώδης ροή χαρακτηρίζεται από την τυχαία φύση, τη διαχυτικότητα και τη στροβιλότητά της. Η ροή περιέχει δίνες, διασταυρούμενα ρεύματα και δίνες.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Laminar και Turbulent Flow;
• Στη στρωτή ροή, η ροή εμφανίζεται σε χαμηλές ταχύτητες και χαμηλό αριθμό Reynolds, ενώ η ροή αναταράξεων εμφανίζεται σε υψηλές ταχύτητες και υψηλό αριθμό Reynolds.
• Στη Στρωτή ροή, η διαδρομή των γραμμών του ρευστού είναι κανονική και ευθεία, όπου δεν υπάρχει πλευρική διαταραχή των διαδρομών του υγρού και το ρευστό ρέει σε στρώματα. Στην τυρβώδη ροή, το σχήμα ροής είναι ακανόνιστο και χαοτικό, όπου εμφανίζονται δίνες, δίνες και εγκάρσια ρεύματα.
• Στη στρωτή ροή, οι ιδιότητες του ρευστού σε ένα σημείο του χώρου παραμένουν σταθερές με το χρόνο ενώ, στην τυρβώδη ροή, οι ιδιότητες του ρευστού σε ένα σημείο είναι στοχαστικές.
