Laminar او توپاني جريان. د مايعاتو د جريان رژیمونو

د مايعاتو او د ګازونو د جريان د ملکیتونو زده کړه ده چې د صنعت او عامه ګټورتوب لپاره ډېر مهم دي. د laminar او توپاني جريان اغېز پر اوبو د ترانسپورت کچه، د تېلو، د خاصو موخو لپاره د طبيعي ګازو د نل، د نورو پارامترونو اغيزه کوي. دغه ستونزې د ساینس Hydrodynamics وکړي.

طبقه بندي

په د مايعاتو د جريان رژیمونو او ګازونو علمي چاپیریال کې په دوو ډېر توپیر ټولګيو ويشل شوي دي:

• laminar (inkjet)؛
• توپاني.

هم توپير انتقالي پړاو. نور دا کیدای شي incompressible (مايع په حقيقت کې ده)، د يو compressible (ګاز)، رسانا، ...: په رښتیا، اصطلاح "مايع" لري يوه پراخه مانا

صورت تاریخ

په 1880 بل Mendeleev د دوه مخالف جريان رژیمونو د شتون نظريه څرګنده کړه. لا ډیرو معلوماتو لپاره په دې اړه د برتانوي فزیک پوه او انجنير اوسبورن رينالدس چې په 1883 کې د مطالعه بشپړه ارزولي دي. لومړی، په عملي توګه، او بیا فورمولونه دا وموندل چې د مايع د ترانسپورت کم جريان د اندازه شي laminar فورمې په کارولو: طبقو (د ذراتو د جريان) دی تقریبا نه ګډيږي او موازي لارو په اوږدو کې ولاړ. په هرصورت، د ځینو مهمو ارزښت (د بيلابيلو شرايطو دا مختلف) غلبې وروسته، د سرليک رينالدس شمېر مايع جريان شرايط دي بدل: د جټ د جریان د منظمولو په کې ډوب شي - i.e.، توپاني. لکه څنګه چې دا بدل کړي، د دغو پارامترونو دي تر يوه حده په ذاتي او ګازونو.

عملي انګلیسي ساینس محاسبی وښودله چی د، د سلوک د ساري په، اوبو، دی په لوړه کچه د ټانک (پيپونه، کانالونو، capillaries، او داسې نور)، په کوم کې چې دا جریان په بڼه او ابعادو پورې اړه لري. - په پایپونو لرلو په دايروي صلیب کړی (لکه د فشار ډکيږي کارول)، خپل رينالدس شمېر د فورمول د مهمو دولتي Re = 2300. د دې لپاره چې د جريان چینل دابرخه: په لاندې توګه تشريح د رينالدس شمیر مختلف: Re = 900. لپاره Re کوچني ارزښتونو امر، په لوی - گډه وډه ده.

laminar جريان

برعکس laminar جريان د توپاني ماهیت او د اوبو د لوري دی (د ګاز) بهېږي. دوی پرته له ګډولو او پرته pulsations د طبقو حرکت. په بل عبارت، د غورځنګ په فشار جهت او سرعت نامنظم لوړه شوه پرته لږونه کېدلی شي.

Laminar مایعاتو د جريان دی جوړ، د مثال په توګه، په تنګ د وينې په رګونو کې د ژوند کارونه، د نباتاتو capillaries او د پرتلې وړ شرايطو لاندې، په (د پایپ لاین له لارې د تېلو د تیلو) د ډېر viscous مايعاتو يوه اوسني. د جټ جريان عت په کافي ده چې د لږ نل افشا - اوبه به په ارام بهيږي، په مساوي توګه، پرته له ګډولو. که ته په پای کې د spigot unscrew، د نظام د فشار به لوړ شي او د جريان به نظمه شي.

توپاني جريان

یو laminar، پکې د ګاونډیو ذراتو په اوږدو کې د پام وړ موازي لارو حرکت په خلاف، د مایعاتو د توپاني جريان دی disordered طبیعت. که موږ د Lagrange تګالره وکاروي، د ذراتو د خط سیر کولای شي پخپل سر ته راشي او خورا او رسيدني چلند. د دغو شرايطو لاندې د مايعاتو او ګازونو غورځنګ دي تل لنډمهال، له دغو پارامترونو nonstationarities کولای شي یو ډیر پراخه لري.

لکه څنګه چې په توپاني رژیم مخ ځي، د laminar ګاز جریان، کولای شي په اوس هم د هوا د د د سوځولو سګريټ څکول مثال wisps له خوا وڅارل شي. په پیل کې، د ذرو په نږدې موازي لارو په وخت د تېرې حرکت. دود ښکاري ثابت. بيا په ځینو وختونو کې د ټولو د يو ناڅاپي لوی eddies چې په بشپړه توګه په تصادفي توګه حرکت شته دي. دا vortices پورته په وړو هغو مات - ته هم کوچني او داسې نور. په پای کې، تقریبا سره د شاوخوا هوا کې ګډوي او سګرټ.

د پاریدنې دورو

د پورته مثال دی درسي کتاب، او د هغه د کتنو کې ساینس پوهانو د لاندې نتيجې وړاندې کړې:

1. Laminar او توپاني جريان دي په طبيعت احتمالی: له یوه اکر بل د انتقال په کټ د حق ځای نه دی، او په عادلانه ډول خپل سري، د تصادفي ځای.
2. لومړی، لوی vortices چې د لوګي wisps د اندازې څخه لوی دي. غورځنګ شي سالبونو او په کلکه anisotropic. زیات بهیر بې ثباته شي او په وړو وړو او مات کړي. ځکه نو، د eddies د مراتبو شته. د غورځنګ د انرژۍ څخه د لوی وړو ته انتقال دی، او د دغه بهیر په پای کې له منځه ځي - د انرژۍ dissipation په وړو کچو واقع دی.
3. توپاني جريان نامنظم دی: یو ځانګړي کې ډوب شي په بشپړه توګه د تصادفي، وړاندوینه ځای وي.
4. سره مقناطسي هوايي لوګي ګډول نه واخلي laminar جريان لاندې ځای، او په توپاني - ده ډیر سخت.
5. د ټولو د ګازو خوځنده پارامترونو د وخت په تېرېدو بدلون - سره له دې چې د احاطې شرايطو لرونکي دي، قرطاسيه، د پاریدنې پخپله په طبيعت کې یو برجسته لنډمهالي لري.

د پاریدنې بله مهمه ملکیت شتون لري: دا تل دری بعدي ده. حتی که موږ په پایپ یا دوه بعدي احاطې طبقه یو بعدي د جريان په پام کې اوس هم د توپاني eddies حرکت او په دريو محورونو همغږي د لارښوونو واقع کيږي.

رونالډز شمیر: د فورمول

د laminar انتقال د پاریدنې خصوصيات د تش په نامه مهم رينالدس شمېر:

_{Re CR = (ρuL / μ)} CR،

چې ρ - تراکم د ويالو، u - جريان کچه ځانګړتیا؛ L - بهيږي ځانګړتیا اندازه، μ - د ضريب د خوځنده غلظت، د يو تيوب له خوا د سره صلیب متحدالمال کړی - CR.

د مثال په توګه، د یو په پایپ مزی سره ولاسټي u د جريان په توګه کارول کیږي د پایپ قطر. اوسبورن رينالدس وښودله چې په دې صورت کې، 2300 CR <20000. د خپريدو ډير زيات وي، تقريبا د اندازه امر.

په پر wafer د احاطې لایر ورته پایله ده ترلاسه. د ځانګړتیا اندازه ده د پليټ مخ څنډې څخه د واټن په توګه بيا 3 × ¹⁰ May CR <4 × د اپریل په ¹⁰ اخيستل کېږي، او. که مزی داسې تعريف د احاطې طبقه د ضخامت، د 2700 په توګه CR <9000. تجربوي زده کړو چې ښودلې ده چې د بیا _CR ارزښت ښايي په دې هم زیات وي.

د ولاسټي perturbation مفهوم

د laminar او توپاني مایعاتو د جریان، او پدې اساس، د رينالدس شمیر د (بيا) مهم ارزښت د عواملو یو زیات شمیر پورې اړه لري. له د فشار د پړاويز، د خنډونو roughness، په خارجي جريان د پاریدنې شدت، differential د حرارت درجه، او داسې نور د آسانتیا لپاره د لوړوالي، د دغو مجموعې عوامل دي perturbation ولاسټي په نامه ځکه دوی په جريان کچه يو خاص نفوذ لري. که دا پاکېږي، د وړو، نو کولای شي viscous ځواکونو په لټه د ولاسټي ډګر برابر شي حل. د د د د جريان لوی perturbations کولای شي بې ثباته شي، او د پاریدنې واقع دی.

په پام سره چې د رينالدس شمېر فزیکي معنی - د inertial ځواکونو او viscous ځواکونو په نسبت، کرکه تر پوښښ لاندې د فورمول په واسطه بهیږی

Re = ρuL / μ = ρu ² / (μ × (U / L )).

د کسر د دوه برابره ده د ولاسټي مشر او د مخرج - د ارزښت د frictional فشار د صحيح دی، که مزی دی د احاطې طبقه د ضخامت په توګه وړل. خوځنده فشار، ووب ته د توازن او له منځه درز ځواکونو د دې سره مخالف دي. خو دا لا څرګنده نه ده چې ولې د جبر د ځواکونو (يا ولاسټي فشار) ته د بدلون لامل يوازې هغه مهال دوی دي 1000 ځله زیات viscous ځواکونو.

شمېرنو او حقایق

کېدای شي، ډېر مناسب توګه ځانګړتیا سرعت وکارول شي بیا _CR مطلق نه جريان ولاسټي u، او د ولاسټي perturbation. په دې حالت کې، د مهمو رينالدس شمېر به په اړه 10، i.e. کله چې په يوه توپاني مایعاتو د جریان د laminar جريان 5 ځلې د خوځنده فشار مزاحمت viscous فشارونه زیات شي. دغه تعریف د ځينو پوهانو له مخې بيا په ښه لاندې experimentally ثابته حقايقو له خوا څرګنده کړه.

د یو پوره ملایم سطحه د یو پوره يونيفورم ولاسټي پېژنڅېر په دوديزه توګه د شمېر له خوا ټاکل Re _CR ازله تر ووب، چې ده، د انتقال په حقيقت کې واقع ته د پاریدنې. دلته د رينالدس شمېر د perturbation د مهم ارزښت لاندې ولاسټي، چې د مساوي تر 10 دی اندازه له خوا ټاکل کيږي.

د مصنوعي د پاریدنې شتون، سبب د سبو په کچه سره د اساسي کچه د پرتلې، د جریان توپاني په ډیره ټیټه Re _CR څخه رينالدس _شمېر، د سرعت مطلق ارزښت له مخې وټاکل شي. دا اجازه ورکوي چې د Re _CR = 10، چیرته چې ځانګړتیا ولاسټي د ولاسټي perturbation د پورتنیو دلایلو له امله مطلق ارزښت دی ضريب د استعمال.

د پایپ لاین د laminar جريان رژیم د ثبات

د laminar او توپاني جريان ته د مختلفو شرايطو لاندې د مايعاتو او ګازونو ټول ډولونه عادي خبره ده. د جريان د laminar طبیعت نادره دي او خصوصيات، د مثال په توګه، د تنګ ځمکې لاندې ويالې دښتو. ډير زيات، د دې موضوع د د د د د نل د اوبو، د تیلو، ګازو او نورو مايعاتو لپاره د ترانسپورت د عملي د غوښتنې په تړاو پوهانو اندېښنه ده.

پوښتنه laminar جريان ثبات له نږدې اړونده ده چې د مطالعې او د اصلي جریان حرکت نخوري. دا وموندل شوه چې د تش په نامه د وړو perturbations له خوا اغيزمن شي. لري چې آيا دوی د کرلو او يا د وخت په تېرېدو لرې وتله، د اساسي جريان ګڼل باثباته او یا بې ثباته وي.

د compressible او compressible نه مايعاتو

د عواملو د laminar او توپاني مایعاتو د جريان متاثره يو خپل compressibility. دا مايع ملکیت دی په ځانګړې توګه د سره په لومړني اوسني چټک بدلون غیر قرطاسيه پروسو د ثبات د مطالعې مهمه ده.

مطالعې ښيي چې د laminar د cylindrical کړی د ټيوب د یو incompressible مایعاتو د جريان ده چې په وخت او فضا ته نسبتا کوچنۍ axisymmetric او غیر axisymmetric اختلالونه مقاومت.

په دې وروستيو کې، محاسبات دي د په د cylindrical تيوب لط برخه د axisymmetric جريان مقاومت اختلالونه د نفوذ ترسره چې د اصلي اوسني ده په دوه همغږي پورې اړه لري. د پایپ همغږي محور ګڼل د پاراميټر چې د اصلي جریان پایپ د وړانګې په اوږدو کې ولاسټي پېژنڅېر اغيزه په توګه.

پایلې

سره سره د مطالعې پېړيو، موږ نه شو ويلای چې laminar او توپاني بهير په بشپړه توګه زده کړې. په کوچني کچه تجربوي زده کړو، نوي موضوعات اړتیا يو دليل وړاندې محاسبه توجیه کړي. د اوبو، د تیلو، ګاز او د محصول کيلومترۍ کې د نړۍ د زرګونو: د څېړنې د طبيعت د غوښتنلیک او استعمال کې دی. د ترانسپورت په ترڅ کې د پاریدنې د کمولو نور د معرفي تخنیکي حل، د اغیزمن نور دا به وي.