లామినార్ మరియు గజిబిజి ప్రవాహం. ద్రవం ప్రవాహం ప్రభుత్వాలు

ద్రవాలు మరియు వాయువుల ప్రవాహం యొక్క లక్షణాలు అధ్యయనం పరిశ్రమ మరియు ప్రజా ప్రయోజనాలు కోసం చాలా ముఖ్యం. నీటి రవాణా రేటు లామినార్ మరియు గజిబిజి ప్రవాహం ప్రభావం, నూనె, వివిధ ప్రయోజనాల కోసం సహజ వాయువు పైపులైన్ల, ఇతర పారామితులు ప్రభావితం చేస్తుంది. ఈ సమస్యలు సైన్స్ హైడ్రోడైనమిక్స్ చేయండి.

వర్గీకరణ

ద్రవం ప్రవాహం ప్రభుత్వాలు మరియు వాయువుల శాస్త్రీయ వాతావరణంలో రెండు చాలా ప్రత్యేకమైన తరగతులుగా విభజించబడ్డాయి:

• లామినార్ (ఇంక్జెట్);
• కల్లోల.

అలాగే పరివర్తన దశలో వేరు. వాహక, etc అది అణచడానికి ఉంటుంది (ద్రవ వాస్తవానికి), ఒక compressible (వాయువు) ...: యాదృచ్ఛికంగా, పదం "ద్రవ" విస్తృత అర్థాన్ని కలిగి

చరిత్ర

1880 లో మరో Mendeleev రెండు వ్యతిరేక ప్రవాహం ప్రభుత్వాలు ఉనికి ఆలోచన వ్యక్తం చేశారు. మరిన్ని వివరాలకు ఈ సమస్యపై 1883 లో అధ్యయనం పూర్తి చేసిన బ్రిటీష్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త మరియు ఇంజనీరు ఒస్బోర్న్ రేనాల్డ్స్ పరిశీలించారు. మొదటి, ఆచరణాత్మకంగా, మరియు అప్పుడు అది ద్రవ రవాణా తక్కువ ప్రవాహ రేటుతో లామినార్ రూపం మారుతుంది కనబడుతుంది సూత్రాలను ఉపయోగించి: పొరలలో (కణ ప్రవాహం) దాదాపు కలపాలి మరియు సమాంతర మార్గాలు కదులుతుందని లేదు. అయితే, ఒక నిర్దిష్ట క్లిష్టమైన విలువ (వివిధ పరిస్థితులు భిన్నంగా ఉంటుంది) కోలుకున్న తరువాత, టైటిల్ రేమండ్ నంబర్ ద్రవ ప్రవాహం పరిస్థితులు మార్చబడతాయి: జెట్ ప్రవాహం అస్తవ్యస్తమైన సుడిగుండం అవుతుంది - అంటే అల్లకల్లోలంగా. అది ముగిసిన, ఈ పారామితులు స్వాభావిక మరియు వాయువులు కొంత వరకు ఉన్నాయి.

ప్రాక్టికల్ ఆంగ్ల శాస్త్రవేత్త లెక్కల అని, ప్రవర్తన ఉదా: నీరు, ట్యాంక్ (పైపులు, ఛానెల్లు, కేశనాళికల, మొదలైనవి) ప్రవహిస్తున్నప్పుడు దీనిలో ఆకారంలో మరియు కొలతలు పై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుంది చూపించాడు. - పైపులు లో ఒక వృత్తాకార క్రాస్ సెక్షన్ (ఇటువంటి మౌంటు పీడన పైపింగ్ కోసం ఉపయోగిస్తారు) కలిగి, దాని రేమండ్ నంబర్ సూత్రం క్లిష్టమైన రాష్ట్ర ప్రవాహాన్ని ఛానల్ తెరవడానికి క్రమంలో Re = 2300.: క్రింది వివరించబడింది ఉంది రేమండ్ నంబర్ వివిధ: Re = 900. Re చిన్న విలువలకు ఆదేశించారు, అస్తవ్యస్తమైన - పెద్ద వద్ద.

లామినార్ ఫ్లో

కాకుండా ఒక లామినార్ ఫ్లో అల్లకల్లోలంగా స్వభావం మరియు నీటి దిశ (వాయువు) ప్రవహిస్తుంది. వారు మిక్సింగ్ లేకుండా మరియు pulsations లేకుండా పొరలు తరలించడానికి. ఇతర మాటలలో, ఉద్యమం ఒత్తిడి దిశ మరియు వేగం అవ్యవస్థిత హెచ్చుతగ్గుల లేకుండా ఒకే జరుగుతుంది.

లామినార్ ద్రవం ప్రవాహం, ఉదాహరణకు, ఇరుకైన ఏర్పడుతుంది రక్త నాళాలు ప్రాణులు మొక్కలు కేశనాళికల మరియు పోల్చదగిన పరిస్థితుల్లో, (పైప్లైన్ ద్వారా చమురు ఇంధనం) చాలా జిగట ద్రవాలు యొక్క ప్రస్తుత వద్ద. జెట్ ప్రవాహం చూసేందుకు కొద్దిగా పంపు బహిర్గతం సరిపోతుంది - నీటి నిశ్శబ్దంగా, మిక్సింగ్ లేకుండా, సమానంగా ప్రవహిస్తుందని. చివర స్పిగట్ మరను విప్పు ఉంటే, వ్యవస్థ ఒత్తిడి పెరుగుతుంది మరియు ప్రవాహం అస్తవ్యస్తమైన అవుతుంది.

కల్లోల ప్రవాహం

పొరుగు కణాలు గణనీయంగా సమాంతర మార్గాలు కదులుతుందని ఇందులో ఒక లామినార్ కాకుండా, ద్రవం యొక్క కల్లోలభరిత ప్రవాహం అస్తవ్యస్థత స్వభావం. మేము Lagrange విధానం ఉపయోగిస్తే, కణాలు పథాలు ఏకపక్ష పోలిక మరియు చాలా అనూహ్యమైన ప్రవర్తిస్తాయి చేయవచ్చు. ఈ పరిస్థితుల్లో ద్రవాలు మరియు వాయువుల ఉద్యమం ఈ పరామితులతో nonstationarities చాలా విస్తృతమైన కలిగి ఎప్పుడూ అశాశ్వతమైన ఉన్నాయి.

కల్లోల పాలన సాగిస్తారు లోకి లామినార్ వాయు ప్రవాహ వంటి స్థిరమైన గాలిలో ఒక బర్నింగ్ సిగరెట్ పొగ ఉదాహరణకు wisps ద్వారా పరిశీలించవచ్చు. మొదట్లో, కణాలు సమయంలో మారకుండా దాదాపు సమాంతర మార్గాలు తరలించడానికి. స్మోక్ స్థిర గోచరిస్తోంది. అప్పుడు అకస్మాత్తుగా కొన్ని పాయింట్ వద్ద పూర్తిగా యాదృచ్చికంగా తరలించిన పెద్ద eddies ఉన్నాయి. ఈ vortices చిన్న లోకి విచ్ఛిన్నం - కూడా చిన్న మరియు అందువలన న లోకి. చివరికి, వాస్తవంగా చుట్టూ ఉన్న గాలి తో మిశ్రమాలతో పొగ.

అల్లకల్లోలం చక్రాల

పై ఉదాహరణలో ఒక పాఠ్య పుస్తకం ఉంది, మరియు అతని పరిశీలనల నుండి శాస్త్రవేత్తలు కింది నిర్ధారణలకు చేసిన:

1. లామినార్ మరియు గజిబిజి ప్రవాహం ప్రకృతిలో సంభావ్యతా ఉన్నాయి: ఒకటి మోడ్ నుండి మరొక మార్పు, ఖచ్చితంగా కుడి స్థానంలో కాదు మరియు ఒక మాదిరి ఏకపక్ష యాదృచ్ఛిక ప్రదేశంలో జరగలేదు.
2. మొదటి, పొగ wisps పరిమాణం కంటే పెద్ద అని పెద్ద vortices ఉన్నాయి. ఉద్యమం అస్థిరంగా మరియు గట్టిగా విషమదిశాత్మకంగా అవుతుంది. పెద్ద ప్రవాహాలు అస్థిరంగా మరియు చిన్నది విడిపోతారు. అందువలన, eddies ఒక సోపానక్రమం ఉంది. ఉద్యమ శక్తి పెద్ద నుండి చిన్న బదిలీ, మరియు ఈ విధానం యొక్క ముగింపు వద్ద కనిపించకుండా పోతుంది - శక్తి దుర్వ్యయం కొద్ది స్థాయిల్లో జరుగుతుంది.
3. గందరగోళాన్ని సృష్టించే ప్రవాహం అనియతంగా ఉంటుంది: ఒక నిర్దిష్ట సుడిగుండం పూర్తిగా యాదృచ్ఛిక, అనూహ్య స్థానంలో ఉంటుంది.
4. గాలితో కలిసి పొగ మిక్సింగ్ లామినార్ ఫ్లో కింద జరుగుతాయి లేదు, మరియు అల్లకల్లోలంగా లో - చాలా తీవ్రమైనది.
5. అన్ని గ్యాస్ డైనమిక్ పారామితులు కాలానుగుణంగా మార్పు - సరిహద్దు పరిస్థితులు స్థిర వాస్తవం ఉన్నప్పటికీ, అల్లకల్లోలం కూడా ప్రకృతిలో ఒక స్పష్టమైన అశాశ్వతమైన ఉంది.

సంక్షోభం యొక్క మరొక ముఖ్యమైన లక్షణం ఉంది: అది ఎల్లప్పుడూ మూడు-డైమెన్షనల్ ఉంది. మేము పైపు లేదా రెండు డైమెన్షనల్ బౌండరీ లేయర్ లో ఒక డైమెన్షనల్ ప్రవాహం పరిగణలోకి కూడా ఇప్పటికీ అల్లకల్లోలంగా eddies యొక్క చలన మూడు సమన్వయం గొడ్డలి ఆదేశాలు ఏర్పడతాయి.

రేమండ్ నంబర్: సూత్రం

లామినార్ నుండి మార్పు అని పిలవబడే క్లిష్టమైన రేనాల్డ్స్ సంఖ్యలో కలిగి అల్లకల్లోలం చేయడానికి:

_{Re CR = (ρuL / μ)} కోట్లు

ఇక్కడ ρ - డెన్సిటీ స్ట్రీమ్, u - ప్రవాహం రేటు లక్షణం; L - లక్షణం పరిమాణం ప్రవహిస్తున్నాయి μ - గుణకం డైనమిక్ స్నిగ్ధత యొక్క, ఒక వృత్తాకార క్రాస్ విభాగం కోసం ఒక గొట్టం - CR.

ఉదాహరణకు, పైపు L వేగం u ఒక ప్రవాహం కోసం ఉపయోగిస్తారు పైపు వ్యాసం. ఒస్బోర్న్ రేనాల్డ్స్ చూపించారు ఈ సందర్భంలో, 2300 CR <20000. స్ప్రెడ్ చాలా పెద్దది, పరిమాణం దాదాపు ఒక ఆర్డర్.

ఇదే విధమైన ఫలితం పొర బౌండరీ పొర లో పొందవచ్చు. లక్షణం పరిమాణం ప్లేట్ ముందు అంచు నుండి దూరం గా తీసుకున్న, మరియు అప్పుడు 3 × ¹⁰ మే CR <4 × ¹⁰ ఏప్రిల్ ఉంది. L బౌండరీ పొర మందం, 2700 గా నిర్వచిస్తారు ఉంటే CR <9000. Re _{కోట్ల} విలువ కూడా ఎక్కువ ఉండవచ్చు తేలింది ప్రయోగాత్మక అధ్యయనాలు ఉన్నాయి.

వేగం perturbation భావన

లామినార్ మరియు గజిబిజి ద్రవం ప్రవాహం, తదనుగుణంగా, రేమండ్ నంబర్ (రీ) యొక్క క్లిష్టమైన విలువను కారకాలు పెద్ద సంఖ్యలో ఆధారపడి ఉంటుంది. పీడన ప్రవణత, వెళతాడు కరుకుదనం, బాహ్య ప్రవాహం లో అల్లకల్లోలం తీవ్రత, అవకలన ఉష్ణోగ్రత, మొదలైనవి సౌలభ్యం కోసం ఎత్తు నుండి, ఈ కంకర కారకాలు perturbation వేగము అంటారు ఉంటాయి వారు ప్రవాహం రేటు ఒక నిర్దిష్ట ప్రభావాన్ని కలిగి నుండి. ఈ భంగం చిన్న ఉంటే, అది వేగం రంగంలో align కోరుతూ జిగట దళాలు స్థిరపడ్డారు చేయవచ్చు. ప్రవాహం పెద్ద ఆందోళనలు అస్థిర తయారవుతుంది కోసం, మరియు సంక్షోభం ఏర్పడుతుంది.

: నిశ్చల శక్తులు మరియు జిగట దళాలు నిష్పత్తి, ఆగ్రహం సూత్రం కవర్ ప్రవహిస్తుంది - రేమండ్ నంబర్ యొక్క భౌతిక అర్ధం ఇచ్చిన

Re = ρuL / μ = ρu ² / (μ × (u / L )).

లవం రెండుసార్లు వేగం తల మరియు హారం - L బౌండరీ పొర మందం తీసుకుంటారు ఉంటే విలువ, ఘర్షణ ఒత్తిడి క్రమంలో ఉంటుంది. గతిశీల ఒత్తిడి సంతులనం మరియు నాశనం ఉంటుంది సంఘర్షణ బలాలు వ్యతిరేకించకపోవడమేకాక. ఎందుకు అయితే, అది అస్పష్టంగా ఉంది జడత్వం శక్తుల (లేదా వేగం ఒత్తిడి) మార్పులకు దారి వారు 1000 రెట్లు ఎక్కువ జిగట దళాలు ఉన్నప్పుడు మాత్రమే.

గణాంకాలు మరియు వాస్తవాలు

బహుశా, మరింత సౌకర్యవంతంగా ఒక లక్షణం వేగం గా Re _Cr సంపూర్ణ కాదు ప్రవాహం వేగం u, మరియు వేగం perturbation ఉపయోగించవచ్చు. ఈ సందర్భంలో, క్లిష్టమైన రేమండ్ నంబర్ అల్లరిగా ద్రవం ప్రవాహాలు 5 సార్లు లామినార్ స్రవంతి మీద గతిశీల ఒత్తిడి భంగం జిగట ఒత్తిడులను మించి అనగా 10, ఉంటుంది. కొన్ని శాస్త్రవేత్తలు ప్రకారం Re ఈ నిర్వచనము చక్కగా క్రింది ప్రయోగపూర్వకంగా రుజువు నిజాలు ద్వారా వివరించారు.

_CR అనంతం ఉంటుంది Re ఒక సంపూర్ణ నునుపైన ఉపరితలం మీద ఖచ్చితమైన ఏకరూపం వేగం ప్రొఫైల్ను సాంప్రదాయకంగా సంఖ్య ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది కోసం, ఆ, ఏకీకరణ వాస్తవానికి అల్లకల్లోలం జరుగుతుంది. ఇక్కడ రేమండ్ నంబర్ 10 సమానం ఇది ఆక్షేపణ విలువ కన్నా perturbation వేగం, పరిమాణం ద్వారా గుర్తిస్తారు.

కృత్రిమ అల్లకల్లోలం సమక్షంలో, ప్రాథమిక రేటు తో పోల్చదగిన స్ప్లాష్ రేటు దీనివల్ల ప్రవాహం Re _{కోట్ల} కన్నా అల్లకల్లోలంగా మరింత తక్కువ రేనాల్డ్స్ _{సంఖ్యలు,} వేగం యొక్క సంపూర్ణ విలువ బట్టి మారుతుంది. ఈ _CR = 10, లక్షణం వేగం పై కారణాల వలన వేగం perturbation సంపూర్ణ విలువ ఉన్న Re గుణకం యొక్క ఉపయోగం అనుమతిస్తుంది.

పైప్లైన్ లో లామినార్ ఫ్లో పాలన స్టెబిలిటీ

లామినార్ మరియు గజిబిజి ప్రవాహం వివిధ పరిస్థితుల్లో ద్రవాలు మరియు వాయువుల అన్ని రకాల సాధారణం. ప్రవాహం లామినార్ స్వభావం అరుదు మరియు ఇరుకైన భూగర్భ ప్రవాహాలు మైదానాలు కోసం, ఉదాహరణకు, వర్ణించవచ్చు. మరింత, ఈ సమస్య పైప్లైన్ నీరు, చమురు, గ్యాస్, ఇతర ద్రవాల ద్వారా రవాణా కోసం ఆచరణీయ అనువర్తనం సందర్భంలో శాస్త్రవేత్తలు ఆందోళన ఉంది.

అధ్యయనం ప్రధాన ప్రవాహం యొక్క చలన చెదిరిన ప్ర లామినార్ ఫ్లో స్థిరత్వం దగ్గరగా సంబంధించింది. ఇది పేరొందిన చిన్న ఆందోళనలు ప్రభావితమైనట్లు కనుగొనబడింది. వారు పెరుగుతాయి లేదా కాలక్రమేణా జనిత అనే అంశంపై ఆధారపడి ప్రాథమిక ప్రవాహం స్థిరంగా లేదా అస్థిర పరిగణించబడుతుంది.

compressible మరియు compressible కాదు ద్రవాలు కోసం

లామినార్ మరియు గజిబిజి ద్రవం ప్రవాహం ప్రభావితం కారకాలు ఒకటి సంపీడనత్వం. ఈ ద్రవం ప్రాపర్టీ ప్రాధమిక ప్రస్తుత లో ఒక వేగవంతమైన మార్పును కాని స్థిర ప్రక్రియల స్థిరత్వం అధ్యయనంలో ముఖ్యమైనది.

స్టడీస్ స్థూపాకార విభాగం గొట్టాలు ఒక అసంక్షేపనీయ ద్రవం లామినార్ ఫ్లో సమయం మరియు స్పేస్ లో చాలా తక్కువ axisymmetric మరియు కాని axisymmetric ఆటంకాలు నిరోధకతను సూచిస్తున్నాయి.

ఇటీవల, లెక్కల ప్రధాన ప్రవాహ రెండు అక్షాలు ఆధారపడి ఉంటుంది పేరు స్థూపాకారపు గొట్టం ఇన్లెట్ భాగంలో axisymmetric ప్రవాహం ప్రతిఘటన న ఆటంకాలు ప్రభావం జరుపబడతాయి. పైపు అక్షం సమన్వయం ప్రధాన ప్రవాహం పైపు వ్యాసార్థం పాటు వేగం ప్రొఫైల్ను ప్రభావితం చేసే ప్రామాణికంగా భావిస్తారు.

నిర్ధారణకు

అధ్యయన శతాబ్దాలుగా ఉన్నప్పటికీ, మేము లామినార్ మరియు గజిబిజి ప్రవాహం పూర్తిగా అధ్యయనం అని చెప్పలేము. సూక్ష్మ స్థాయిలో ప్రయోగాత్మక అధ్యయనాలు, ఒక కారణం లెక్కింపు సమర్థనను కోరేది కొత్త సమస్యలు పెంచడానికి. నీరు, చమురు, గ్యాస్ మరియు ఉత్పత్తి కిలోమీటర్ల ప్రపంచంలోనే వేల: పరిశోధన యొక్క స్వభావం అప్లికేషన్ మరియు ఉపయోగం ఉంది. రవాణా సమయంలో సంక్షోభం యొక్క తగ్గింపు కోసం ఇక పరిచయం సాంకేతిక పరిష్కారాల, మరింత సమర్థవంతమైన ఇది ఉంటుంది.