לאַמינאַר און טערביאַלאַנט לויפן. פליסיק לויפן ראַזשימז

געלערנט די פּראָפּערטיעס פון ליקווידס און גאַסאַז לויפן איז זייער וויכטיק פֿאַר די אינדוסטריע און עפנטלעך יוטילאַטיז. די לאַמינאַר און טערביאַלאַנט לויפן ווירקונג אויף די וואַסער אַריבערפירן טעמפּאָ, בוימל, נאַטירלעך גאַז פּייפּליינז פֿאַר פאַרשידן צוועקן, איז משפּיע די אנדערע פּאַראַמעטערס. די פּראָבלעמס טאָן וויסנשאַפֿט הידראָדינאַמיקס.

קלאַסיפֿיקאַציע

אין די SCIENTIFIC סוויווע פון פליסיק לויפן ראַזשימז און גאַסאַז זענען צעטיילט אין צוויי זייער בוילעט קלאסן:

• לאַמינאַר (ינגקדזשעט);
• טערביאַלאַנט.

אויך ויסטיילן טראַנסישאַנאַל בינע. אגב, דער טערמין "פליסיק" האט אַ ברייט טייַטש: עס קענען זיין ינקאָמפּרעססיבלע (פליסיק אַקטשאַוואַלי איז), אַ קאָמפּרעססיבלע (גאַז), קאַנדאַקטיוו, עטק ...

פאַל געשיכטע

אן אנדער מענדעלעעוו אין 1880 דער געדאַנק פון די עקזיסטענץ פון צוויי פאַרקערט לויפן ראַזשימז איז אויסגעדריקט. פֿאַר מער דעטאַילס אויף דעם אַרויסגעבן יגזאַמאַנד די בריטיש פיסיסיסט און ינזשעניר אָסבאָרנע ריינאָלדס וואס געענדיקט די לערנען אין 1883. ערשטער, פּראַקטאַקלי, און דעמאָלט ניצן פאָרמולאַס עס איז געפֿונען אַז אין אַ נידעריק לויפן קורס פון פליסיק אַריבערפירן ווערט לאַמינאַר פאָרעם: Layers (פּאַרטאַקאַל לויפן) איז כּמעט ניט מישן און מאַך צוזאמען פּאַראַלעל פּאַטס. אָבער, נאָך אָוווערקאַמינג אַ זיכער קריטיש ווערט (פֿאַר פאַרשידענע באדינגונגען עס איז אַנדערש), דעם טיטל ריינאָלדס נומער פליסיק לויפן באדינגונגען זענען געביטן: דער שפּריץ לויפן ווערט כאַאָטיש וואָרטעקס - י.ע., טערביאַלאַנט. ווי עס זיך אויס, די פּאַראַמעטערס זענען צו עטלעכע מאָס טאָכיק און גאַסאַז.

פּראַקטיש ענגליש געלערנטער חשבונות געוויזן אַז די נאַטור פון, למשל, וואַסער, איז העכסט אָפענגיק אויף די פאָרעם און דימענשאַנז פון די טאַנק (פּייפּס, טשאַנאַלז, קאַפּאַלעריז, אאז"ו ו), אין וואָס עס פלאָווס. אין פּייפּס בעת אַ קייַלעכיק קרייַז אָפּטיילונג (אַזאַ געניצט פֿאַר מאַונטינג דרוק פּייפּינג), זייַן ריינאָלדס נומער - די פאָרמולע פון די קריטיש שטאַט איז דיסקרייבד ווי גייט: בעניין = 2300. אין סדר צו עפענען די לויפן וועג פון די ריינאָלדס נומער איז אַנדערש: בעניין = 900. פֿאַר קלענערער וואַלועס פֿאַר זיך איינגעשריבן איז אָרדערד, אין גרויס - כאַאָטיש.

לאַמינאַר לויפן

ניט ענלעך אַ לאַמינאַר לויפן טערביאַלאַנט איז די נאַטור און ריכטונג פון וואַסער (גאַז) פלאָווס. זיי מאַך די Layers אָן מיקסינג און אָן פּולסאַטיאָנס. אין אנדערע ווערטער, די באַוועגונג נעמט אָרט יוואַנלי אָן יראַטיק דזשאַמפּס אין די דרוק ריכטונג און גיכקייַט.

לאַמינאַר פליסיק לויפן איז געגרינדעט, למשל, אין שמאָל בלוט כלים פון לעבעדיק זאכן, די געוויקסן קאַפּאַלעריז און אונטער פאַרגלייַכלעך טנאָים, אין אַ איצטיקן פון זייער וויסקאַס ליקווידס (ברענוואַרג ייל דורך די רערנ). צו וויזשוואַלייז די שפּריץ לויפן איז גענוג צו אַנטדעקן אַ ביסל צאַפּן - וואַסער וועט לויפן שטיל, יוואַנלי, אָן מיקסינג. אויב ונסקרעוו די ספּיגאָט צו דעם סוף, די סיסטעם דרוק וועט העכערונג און די שטראָם וועט ווערן כאַאָטיש.

טערביאַלאַנט לויפן

ניט ענלעך אַ לאַמינאַר, ווערין ארומיקע פּאַרטיקאַלז מאַך צוזאמען סאַבסטאַנשאַלי פּאַראַלעל פּאַטס, אַ טערביאַלאַנט לויפן פון פליסיק איז דיסאָרדערד נאַטור. אויב מיר נוצן די Lagrange צוגאַנג, די טראַדזשעקטאָריעס פון די פּאַרטיקאַלז קענען אַרביטרעראַלי אָוווערלאַפּ און ביכייוו גאַנץ אַנפּרידיקטאַבלי. באַוועגונג פון ליקווידס און גאַסאַז אונטער די באדינגונגען זענען שטענדיק טראַנזשאַנט, מיט די פּאַראַמעטערס נאָנסטאַטיאָנאַריטיעס קענען האָבן אַ זייער ברייט קייט.

ווי דער לאַמינאַר גאַז לויפן אין טערביאַלאַנט רעזשים לייזונג, קענען זיין מאָניטאָרעד דורך די משל וויספּס פון רויך פון אַ ברענען פּאַפּיראָס אין נאָך לופט. טכילעס, די פּאַרטיקאַלז באַוועגן כּמעט פּאַראַלעל פּאַטס אַנטשיינדזשד אין צייַט. רויך מיינט פאַרפעסטיקט. דעמאָלט אין עטלעכע פונט אַלע פון אַ פּלוצעמדיק עס זענען גרויס עדיז אַז מאַך גאָר ראַנדאַמלי. די וואָרטיסעס ברעכן זיך אין קלענערער אָנעס - אין אַפֿילו קלענערער און אַזוי אויף. אין די סוף, כמעט רויך מיקסעס מיט די אַרומיק לופט.

געברויז סייקאַלז

די אויבן משל איז אַ לערנבוך, און פֿון זייַן אַבזערוויישאַנז סייאַנטיס האָבן געמאכט די ווייַטערדיק קאַנקלוזשאַנז:

1. לאַמינאַר און טערביאַלאַנט לויפן זענען פּראָבאַביליסטיק אין נאַטור: די יבערגאַנג פון איין מאָדע צו אן אנדער איז ניט אין פּונקט דער רעכט אָרט, און אין אַ פאַירלי אַרבאַטרערי, random אָרט.
2. ערשטער, עס זענען גרויס וואָרטיסעס וואָס זענען גרעסערע ווי די גרייס פון וויספּס פון רויך. באַוועגונג ווערט ונסטעאַדי און שטארק אַניסאָטראָפּיק. גרויס פלאָווס ווערן אַנסטייבאַל און ברעכן זיך אין קלענערער און קלענערער. אזוי, עס איז אַ כייעראַרקי פון עדיז. די ענערגיע פון באַוועגונג איז טראַנספעררעד פֿון גרויס צו קליין, און אין די סוף פון דעם פּראָצעס דיסאַפּירז - ענערגיע דיסיפּיישאַן אַקערז אין קליין וואָג.
3. טערביאַלאַנט לויפן איז יראַטיק: אַ באַזונדער וואָרטעקס קענען זיין אין אַ גאָר Random, אַנפּרידיקטאַבאַל אָרט.
4. מיקסינג רויך מיט אַמביאַנט לופט טוט נישט נעמען אָרט אונטער לאַמינאַר לויפן, און אין טערביאַלאַנט - איז זייער אינטענסיווע.
5. טראָץ דער פאַקט אַז דער גרענעץ באדינגונגען זענען סטיישאַנערי, די געברויז זיך האט אַ פּראַנאַונסט טראַנזשאַנט אין נאַטור - אַלע גאַז-דינאַמיש פּאַראַמעטערס טוישן איבער צייַט.

עס איז אן אנדער וויכטיק פאַרמאָג פון געברויז: עס איז שטענדיק דרייַ-דימענשאַנאַל. אַפֿילו אויב מיר באַטראַכטן איינער-דימענשאַנאַל לויפן אין די רער אָדער צוויי-דימענשאַנאַל גרענעץ שיכטע נאָך באַוועגונג פון טערביאַלאַנט עדיז פּאַסירן אין די אינסטרוקציעס פון די דרייַ קאָואָרדאַנאַט אַקסעס.

ריינאָלדס נומער: די פאָרמולע

די יבערגאַנג פון לאַמינאַר צו געברויז קעראַקטערייזד דורך די אַזוי-גערופֿן קריטיש ריינאָלדס נומער:

_{שייַעך CR = (ρול / μ)} קר,

ווו ρ - געדיכטקייַט טייַך, איר - לויפן קורס קוואַליטעט; ל - לויפן קוואַליטעט גרייס, μ - די קאָעפפיסיענט פון דינאַמיש וויסקאָסיטי, CR - פֿאַר דורך אַ רער מיט אַ קייַלעכיק קרייַז אָפּטיילונג.

לעמאָשל, פֿאַר אַ לויפן מיט גיכקייַט און אין די רער ל איז געניצט ווי די רער דיאַמעטער. אָסבאָרנע ריינאָלדס געוויזן אַז אין דעם פאַל, 2300 <בעניין _CR <20000. די פאַרשפּרייטן איז זייער גרויס, כּמעט אַ סדר פון מאַגנאַטוד.

א ענלעך רעזולטאַט איז באקומען אין די גרענעץ שיכטע אויף די וואַפער. די קוואַליטעט גרייס איז גענומען ווי די דיסטאַנסע פֿון די פראָנט ברעג פון די טעלער, און דעריבער: 3 × 10 ⁵ <בעניין _CR <4 × 10 ^4. אויב ל איז Defined ווי די גרעב פון דער גרענעץ שיכטע, די 2700 <בעניין _CR <9000. עס זענען יקספּערמענאַל שטודיום אַז האָבן געוויזן אַז די ווערט פון זיך איינגעשריבן _CR זאל זיין נאך א גרעסערן.

דער באַגריף פון גיכקייַט פּערטערביישאַן

די לאַמינאַר און טערביאַלאַנט פליסיק לויפן, און אַקאָרדינגלי, די קריטיש ווערט פון די ריינאָלדס נומער (Re) דעפּענדס אויף אַ גרויס נומער פון סיבות. פֿון די דרוק גראַדיענט, די הייך פון באַמפּס ראָוגהנעסס, געברויז ינטענסיטי אין די פונדרויסנדיק לויפן, דיפפערענטיאַל טעמפּעראַטור, אאז"ו ו פֿאַר קאַנוויניאַנס, די געמיינזאַם סיבות זענען גערופֿן פּערטערביישאַן גיכקייַט זינט זיי האָבן אַ זיכער השפּעה אויף די לויפן קורס. אויב דעם גערודער איז קליין, עס קענען זיין געזעצט וויסקאַס פאָרסעס זוכט צו ייַנרייען די גיכקייַט פעלד. פֿאַר גרויס פּערטערביישאַנז פון די שטראָם קענען ווערן אַנסטייבאַל, און געברויז אַקערז.

געגעבן אַז די גשמיות טייַטש פון די ריינאָלדס נומער - די פאַרהעלטעניש פון ינערשאַל פאָרסעס און וויסקאַס פאָרסעס, פאַרדראָס פלאָווס באדעקט דורך די פאָרמולע:

שייַעך = ρול / μ = ρו ² / (μ × (ו / ל )).

די נומעראַטאָר איז צוויי מאָל די גיכקייַט קאָפּ און די דענאָמינאַטאָר - די ווערט איז פון די סדר פון די פריקטיאָנאַל דרוק, אויב ל איז גענומען ווי די גרעב פון דער גרענעץ שיכטע. דינאַמיש דרוק טענדז צו צעשטערן די וואָג און רייַבונג פאָרסעס אַנטקעגנשטעלנ זיך דעם. אָבער, עס איז ומקלאָר וואָס די פאָרסעס פון ינערשאַ (אָדער גיכקייַט דרוק) פירן צו ענדערונגען בלויז ווען זיי זענען 1000 מאל מער וויסקאַס פאָרסעס.

חשבונות און Facts

מיסטאָמע, מער קאַנוויניאַנטלי ווערן געניצט ווי אַ כאַראַקטעריסטיש גיכקייַט בעניין _CR ניט אַבסאָלוט לויפן גיכקייַט ו, און די גיכקייַט פּערטערביישאַן. אין דעם פאַל, די קריטיש ריינאָלדס נומער וועט זיין וועגן 10, י.ע. ווען יקסידינג די דינאַמיש דרוק גערודער וויסקאַס סטרעסיז איבער 5 מאל די לאַמינאַר לויפן זיך אַ טערביאַלאַנט פליסיק פלאָווס. דעם דעפֿיניציע בעניין לויט צו עטלעכע סייאַנטיס איז געזונט דערקלערט דורך די ווייַטערדיק עקספּערימענטאַללי פּראָווען Facts.

פֿאַר אַ בישליימעס מונדיר גיכקייַט פּראָפיל אויף אַ בישליימעס גלאַט ייבערפלאַך איז טראַדישאַנאַלי באשלאסן דורך די נומער זיך איינגעשריבן _CR טענדז צו ומענדיקייַט, אַז איז, די יבערגאַנג אַקטשאַוואַלי אַקערז צו געברויז. דאָ די ריינאָלדס נומער איז באשלאסן דורך די מאַגנאַטוד פון די פּערטערביישאַן גיכקייַט ונטער דער קריטיש ווערט, וואָס איז גלייַך צו 10.

אין די בייַזייַן פון קינסטלעך געברויז, קאָזינג שפּריצן קורס פאַרגלייַכלעך מיט די גרונט קורס, די שטראָם ווערט טערביאַלאַנט ביי פיל נידעריקער ריינאָלדס נומערן ווי בעניין _CR, באשלאסן פון די אַבסאָלוט ווערט פון די גיכקייַט. דעם אַלאַוז די נוצן פון די קאָעפפיסיענט בעניין _CR = 10, ווו די קוואַליטעט גיכקייַט איז די אַבסאָלוט ווערט פון די גיכקייַט פּערטערביישאַן געפֿירט דורך די אויבן סיבות.

פעסטקייַט פון די לאַמינאַר לויפן רעזשים אין די פּייפּליין

די לאַמינאַר און טערביאַלאַנט לויפן איז פּראָסט צו אַלע טייפּס פון ליקווידס און גאַסאַז אונטער פאַרשידן טנאָים. די לאַמינאַר נאַטור פון די שטראָם זענען זעלטן און זענען קעראַקטערייזד, למשל, פֿאַר שמאָל ונטערערד סטרימז פּליינז. פיל מער, דעם אַרויסגעבן איז פון דייַגע פון סייאַנטיס אין דעם קאָנטעקסט פון פּראַקטיש אַפּלאַקיישאַן פֿאַר טראַנספּערטיישאַן דורך פּייפּליינז וואַסער, אויל, גאַז און אנדערע פלוידס.

ק לאַמינאַר לויפן פעסטקייַט איז ענג שייך צו דעם לערנען דיסטורבעד באַוועגונג פון די הויפּט שטראָם. עס איז געפֿונען געוואָרן צו זיין אַפפעקטעד דורך די אַזוי גערופֿן קליין פּערטערביישאַנז. דיפּענדינג אויף צי זיי וואַקסן אָדער וועלקן אַוועק איבער צייַט, די גרונט לויפן איז באטראכט צו זיין סטאַביל אָדער אַנסטייבאַל.

פֿאַר קאָמפּרעססיבלע און ניט קאָמפּרעססיבלע פלוידס

איינער פון די סיבות ווירקן די לאַמינאַר און טערביאַלאַנט פליסיק לויפן איז זייַן קאָמפּרעססיביליטי. דעם פליסיק פאַרמאָג איז דער הויפּט וויכטיק אין דעם לערנען פון די פעסטקייַט פון ניט-סטיישאַנערי פּראַסעסאַז מיט גיך ענדערונג אין די ערשטיק קראַנט.

שטודיום אָנווייַזן אַז לאַמינאַר לויפן פון אַ ינקאָמפּרעססיבלע פליסיק אין די טובז פון די סילינדריקאַל אָפּטיילונג איז קעגנשטעליק צו לעפיערעך קליין אַקסיסיממעטריק און ניט-אַקסיסיממעטריק דיסטערבאַנסיז אין צייַט און פּלאַץ.

לעצטנס, חשבונות זענען געטראגן אויס אויף דער השפּעה פון דיסטערבאַנסיז אויף די אַקסיסיממעטריק לויפן קעגנשטעל אין די ינלעט חלק פון די סילינדריקאַל רער ווו דער הויפּט קראַנט איז אָפענגיק אויף די צוויי קאָואָרדאַנייץ. די קאָואָרדאַנאַט אַקס פון די רער איז באטראכט ווי די פּאַראַמעטער אַז איז משפּיע די גיכקייַט פּראָפיל צוזאמען די ראַדיוס פון די הויפּט לויפן רער.

סאָף

טראָץ סענטשעריז פון לערנען, מיר קענען נישט זאָגן אַז לאַמינאַר און טערביאַלאַנט לויפן איז ונ דורך געלערנט. עקספּערימענטאַל שטודיום אויף די מיקראָ מדרגה, כאַפּן נייַ ישוז ריקוויירינג אַ גערעדט כעזשבן טערעץ. די נאַטור פון פאָרשונג איז די אַפּלאַקיישאַן און נוצן: די וועלט 'ס טויזנטער פון קילאָמעטערס פון וואַסער, אויל, גאַז און פּראָדוקט. די מער די באַקענענ טעכניש סאַלושאַנז פֿאַר רעדוקציע פון געברויז בעשאַס אַריבערפירן, די מער עפעקטיוו עס וועט זיין.