Laminar ati rudurudu sisan. ito sisan ijọba

Keko awọn-ini ti olomi ati ategun sisan se pataki fun awọn ile ise ati gbangba fun igbesi. Awọn laminar ati rudurudu sisan ipa lori omi irinna oṣuwọn, epo, adayeba gaasi pipelines fun orisirisi ìdí, ni ipa lori awọn miiran sile. Awọn wọnyi ni isoro ṣe Imọ hydrodynamics.

classification

Ni awọn ijinle sayensi ayika ti ito sisan ijọba ati ategun ti wa ni pin si meji gan pato kilasi:

• laminar (inkjet);
• rudurudu.

Tun se iyato iyipada ipele. Incidentally, awọn oro "omi" ni o ni kan jakejado ìtumọ: o le jẹ incompressible (omi kosi ni), a compressible (gaasi), conductive, be be lo ...

irú itan

Miran ti Mendeleev ni 1880, awọn agutan ti awọn aye ti meji idakeji sisan ijọba ti a kosile. Fun alaye siwaju sii lori oro yi ayewo awọn British physicist ati ẹlẹrọ Osborne Reynolds ti o pari iwadi ni 1883. First, Oba, ati ki o si lilo fomula o ti wa ni ri wipe ni a kekere sisan oṣuwọn ti omi irinna di laminar fọọmu: fẹlẹfẹlẹ (patiku sisan) ti wa ni fere ko illa ati ki o gbe pẹlú iru ọna. Sibẹsibẹ, lẹhin ti bibori kan awọn lominu ni iye (fun yatọ si awọn ipo ti o jẹ o yatọ si), awọn akọle Reynolds nọmba omi sisan ipo ti wa ni yi pada: awọn ofurufu sisan di rudurudu amuṣiṣẹ - i.e., rudurudu. Bi o wa ni jade, awon sile ni o wa lati diẹ ninu awọn iye atorunwa ati ategun.

Practical English ọmowé isiro fihan wipe awọn ihuwasi ti, e.g., omi, jẹ nyara ti o gbẹkẹle lori awọn apẹrẹ ati mefa ti awọn ojò (oniho, awọn ikanni, capillaries, bbl), ninu eyi ti o óę. Ni oniho nini kan ipin agbelebu apakan (iru lo fun iṣagbesori titẹ fifi ọpa), awọn oniwe-Reynolds nọmba - awọn agbekalẹ ti awọn lominu ni ipinle ti wa ni apejuwe bi wọnyi: Tun = 2300. Ni ibere lati ṣii awọn sisan ikanni ti awọn Reynolds nọmba jẹ o yatọ si: Tun = 900. Fun kere iye fun Tun ti wa ni pase, ni o tobi - ni rudurudu.

laminar sisan

Ko a laminar sisan rudurudu ni awọn iseda ati itọsọna ti omi (gaasi) óę. Nwọn gbe awọn fẹlẹfẹlẹ lai dapọ ati laisi pulsations. Ni gbolohun miran, awọn ronu gba ibi iṣọkan lai aiki fo ninu awọn titẹ itọsọna ati iyara.

Laminar ito sisan wa ni akoso, fun apẹẹrẹ, ninu dín ẹjẹ ngba ti igbe ohun, awọn eweko capillaries ati labẹ afiwera ipo, ni a ti isiyi ti gidigidi viscous olomi (idana epo nipasẹ awọn opo). Lati visualize awọn ofurufu sisan jẹ to lati fi han kekere kan tẹ ni kia kia - omi yio ṣàn jẹẹ, boṣeyẹ, lai dapọ. Ti o ba ti unscrew awọn spigot si opin, awọn eto titẹ yoo jinde ati awọn sisan yoo di rudurudu.

rudurudu sisan

Ko a laminar, ninu eyiti adugbo patikulu gbe pẹlú substantially ni afiwe ototo, a rudurudu sisan ti ito ni disordered iseda. Ti a ba lo awọn Lagrange ona, awọn trajectories ti awọn patikulu le lainidii ni lqkan ati ki o huwa oyimbo unpredictably. Ronu ti olomi ati ategun labẹ awọn ipo ni o wa nigbagbogbo tionkojalo, pẹlu awọn sile nonstationarities le ni kan gan jakejado ibiti o.

Bi awọn laminar gaasi sisan sinu rudurudu ijọba ere, le ti wa ni abojuto nipasẹ awọn apẹẹrẹ wisps ẹfin ti a sisun siga ni ṣi air. Lakoko, awọn awon patikulu gbe fere ni afiwe ọna yato ni akoko. Ẹfin dabi ti o wa titi. Ki o si ni diẹ ninu awọn ojuami gbogbo awọn ti a lojiji nibẹ ni o wa tobi eddies ti gbe patapata laileto. Awọn wọnyi ni vortices ya soke sinu kere àwọn - sinu ani kere ati bẹ lori. Ni ipari, fere siga apopọ pẹlu awọn agbegbe air.

rudurudu waye

Awọn loke apẹẹrẹ ni a ẹkọ kika, ati lati rẹ akiyesi sayensi ti ṣe awọn wọnyi ipinnu:

1. Laminar ati rudurudu sisan wa ni bi ẹnipe ni iseda: awọn orilede lati ọkan mode si miiran ni ko ni gangan ọtun ibi, ati ni kan iṣẹtọ lainidii, ID ipo.
2. First, nibẹ ni o wa tobi vortices ti o wa ni o tobi ju awọn iwọn ti wisps ẹfin. Ronu di unsteady ati strongly anisotropic. Ti o tobi óę di riru ati ya soke sinu kere ati ki o kere. Bayi, nibẹ ni a logalomomoise ti eddies. Awọn agbara ti ronu ti wa ni ti o ti gbe lati tobi to kekere, ati ni opin ti yi ilana disappears - agbara wọbia waye ni kekere irẹjẹ.
3. Rudurudu sisan jẹ aiki: a pato amuṣiṣẹ le je ni a patapata ID, unpredictable ibi.
4. Dapọ ẹfin pẹlu ibaramu air ko ni gba ibi labẹ laminar sisan, ati ni rudurudu - jẹ gidigidi to lekoko.
5. Bíótilẹ o daju wipe awọn ala ipo ni o wa adaduro, awọn rudurudu ara ni o ni kan oyè tionkojalo ni iseda - gbogbo gaasi-ìmúdàgba sile yi lori akoko.

Nibẹ ni miran pataki ohun ini ti rudurudu: o jẹ nigbagbogbo onisẹpo mẹta. Paapa ti o ba ti a ro ọkan-onisẹpo sisan ninu paipu tabi meji-onisẹpo ààlà Layer si tun išipopada ti rudurudu eddies waye ni awọn itọnisọna ti awọn mẹta ipoidojuko ẹdun.

Reynolds nọmba: awọn agbekalẹ

Awon orilede lati laminar to rudurudu characterized nipasẹ awọn ki-npe ni lominu ni Reynolds nọmba:

_{Tun cr = (ρuL / μ)} cr,

ibi ti ρ - iwuwo san, u - sisan oṣuwọn ti iwa; L - ṣàn ti iwa iwọn, μ - awọn alafisodipupo ti ìmúdàgba iki, cr - fun nipa a tube pẹlu kan ipin agbelebu apakan.

Fun apẹẹrẹ, fun a sisan pẹlu ere sisa u ni paipu L o ti lo bi paipu opin. Osborne Reynolds fihan wipe ninu apere yi, 2300 cr <20000. Awọn itankale jẹ gidigidi tobi, fere ohun ibere ti bii.

A iru esi ti wa ni gba ni awọn ala Layer lori awọn wafer. Awọn ti iwa iwọn ti wa ni ya bi awọn ijinna lati iwaju eti ti awọn awo, ati ki o si 3 x ¹⁰ Le cr <4 x ¹⁰ April. Ti o ba ti L wa ni telẹ bi awọn sisanra ti awọn ala Layer, awọn 2700 cr <9000. Nibẹ ni o wa esiperimenta-ẹrọ ti o ti han wipe iye ti Tun _cr le jẹ paapa ti o tobi.

Awọn Erongba ti ere sisa perturbation

Awọn laminar ati rudurudu ito sisan, ati accordingly, awọn lominu ni iye ti awọn Reynolds nọmba (Tun) da lori kan ti o tobi nọmba ti ifosiwewe. Lati awọn titẹ igbasoke, awọn iga ti bumps roughness, rudurudu kikankikan ni ita sisan, iyato otutu, ati be be Fun wewewe, wọnyi dagba okunfa wa ni a npe perturbation ere sisa niwon ti won ni kan awọn ipa lori awọn sisan oṣuwọn. Ti o ba ti yi idamu ni kekere, ti o le ti wa ni nibẹ viscous ologun koni lati mö ere sisa aaye. Fun tobi perturbations ti awọn sisan le di riru, ati rudurudu sẹlẹ.

Fun wipe awọn ti ara itumo ti awọn Reynolds nọmba - awọn ipin ti inertial ologun ati viscous ologun, resentment óę bo nipasẹ awọn agbekalẹ:

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

Iyeipin lemeji ere sisa ori ati iyeida - awọn iye jẹ ti awọn aṣẹ ti awọn frictional wahala, ti o ba L wa ni ya bi awọn sisanra ti awọn ala Layer. Ìmúdàgba titẹ duro lati run awọn iwontunwonsi ati edekoyede ologun tako yi. Sugbon, o jẹ koyewa idi ti awọn ogun ti inertia (tabi ere sisa titẹ) ja si ayipada nikan nigbati won ba wa ni 1000 ni igba diẹ viscous ologun.

Isiro ati awọn mon

Jasi, diẹ ni irọrun ṣee lo bi a ti iwa iyara Tun _cr ko idi sisan ere sisa u, ati awọn ere sisa perturbation. Ni idi eyi, awọn lominu ni Reynolds nọmba yoo jẹ nipa 10, i.e. nigbati gidigidi awọn ìmúdàgba titẹ idamu viscous ni dandan lori 5 igba ni laminar sisan sinu kan rudurudu ito óę. Yi definition Tun gẹgẹ bi awon onimo ijinle sayensi ti wa ni daradara se alaye nipa awọn wọnyi ni aṣeyẹwo fihan mon.

Fun kan daradara aṣọ ere sisa profaili kan lori daradara dan dada ti wa ni asa ni ṣiṣe nipasẹ awọn nọmba Tun _cr duro lati infinity, ti o ni, awọn orilede kosi sẹlẹ to rudurudu. Nibi ti Reynolds nọmba ni nipasẹ awọn bii ti awọn perturbation ere sisa ni isalẹ awọn lominu ni iye, eyi ti o jẹ dogba si 10.

Ni niwaju Oríkĕ rudurudu, nfa asesejade oṣuwọn afiwera pẹlu awọn ipilẹ oṣuwọn, awọn sisan di rudurudu ni Elo kekere Reynolds awọn nọmba ju Tun _cr, pinnu lati awọn idi iye ti awọn iyara. Eleyi gba awọn lilo ti awọn olùsọdipúpọ Tun _cr = 10, ibi ti awọn iwa ere sisa ni idi iye ti awọn ere sisa perturbation ṣẹlẹ nipasẹ awọn loke idi.

Iduroṣinṣin ti awọn laminar sisan ijọba ninu opo

Awọn laminar ati rudurudu sisan jẹ wọpọ si gbogbo awọn orisi ti olomi ati ategun labẹ orisirisi awọn ipo. Awọn laminar iseda ti awọn sisan ti wa ni toje ati ti wa ni characterized, fun apẹẹrẹ, fun awọn dín si ipamo odò pẹtẹlẹ. Elo siwaju sii, atejade yii jẹ ti ibakcdun ti sayensi ni o tọ ti wulo ohun elo fun transportation nipa opo omi, epo, gaasi ati awọn miiran fifa.

Q laminar sisan iduroṣinṣin ni pẹkipẹki ti o ni ibatan si awọn iwadi dojuru išipopada ti awọn ifilelẹ ti awọn sisan. Ti o ti ri lati wa ni fowo nipasẹ awọn ti ki-ti a npe ni kekere perturbations. Da lori boya won dagba tabi ipare lọ lori akoko, awọn ipilẹ sisan ti wa ni ka lati wa ni idurosinsin tabi riru.

Fun compressible ati ki o ko compressible fifa

Ọkan ninu awọn okunfa nyo awọn laminar ati rudurudu ito sisan ni awọn oniwe-compressibility. Yi ito ini ni paapa pataki ninu awọn iwadi ti awọn iduroṣinṣin ti kii-adaduro lakọkọ pẹlu dekun ayipada ninu awọn jc lọwọlọwọ.

Ijinlẹ fihan pe laminar sisan ti ohun incompressible ito ninu awọn Falopiani ti awọn iyipo apakan jẹ sooro si jo kekere axisymmetric ati ti kii-axisymmetric disturbances ni akoko ati aaye kun.

Laipe, isiro ti wa ni ti gbe jade lori awọn ipa ti disturbances lori axisymmetric sisan resistance ninu awọn agbawole ìka ti awọn iyipo tube ibi ti awọn ifilelẹ ti awọn ti isiyi jẹ ti o gbẹkẹle lori awọn meji ipoidojuko. Awọn ipoidojuko ipo ti paipu ti wa ni kà bi awọn paramita ti o ni ipa lori awọn ere sisa profaili pẹlú awọn rediosi ti awọn ifilelẹ ti awọn sisan fère.

ipari

Pelu sehin ti iwadi, a ko le so pe laminar ati rudurudu sisan ti wa ni daradara iwadi. Esiperimenta iwadi lori awọn bulọọgi ipele, ró titun oran to nilo a si mba isiro idalare. Awọn iseda ti iwadi ni awọn ohun elo ati lilo: awọn ile aye egbegberun ibuso ti omi, epo, gaasi ati ọja. Awọn gun ni a ṣe imọ awọn solusan fun idinku ti rudurudu nigba irinna, awọn diẹ munadoko ti o yoo jẹ.