Ламынарна і турбулентна течії, число Рейнольдса

У рідині протягом може бути ламінарним або турбулентним.

У випадку (а) струмінь забарвленої рідини зберігає незмінну форму і не змішується з рештою рідиною. У випадку (б) пофарбована струмінь розривається випадковими завихреннями, картина яких змінюється з часом. До турбулентному течією поняття “трубка струму” застосовується.

Турбулентне (вихровий) течія – такий перебіг, при якому швидкості частинок рідини в кожній точці безладно змінюються. Такий рух супроводжується появою звуку. Турбулентний плин – це хаотичне, вкрай нерегулярне, невпорядковане протягом рідини. Елементи рідини здійснюють рух по складних неврегульованим траєкторіях, що призводить до перемішування шарів і утворення місцевих завихрень.

Структура турбулентної течії являє собою нестаціонарну сукупність дуже великого числа малих вихорів, накладених на основне “середнє протягом”.

При цьому говорити про перебіг в ту чи іншу сторону можна тільки в середньому за якийсь проміжок часу.

Турбулентний плин пов’язано з додатковою витратою енергії при русі рідини: частина енергії витрачається на безладний рух, напрямок якого відрізняється від основного напрямку потоку, що у разі крові призводить до додаткової роботи серця. Шум, що виникає при турбулентному плині крові, може бути використаний для діагностування захворювання. Цей шум прослуховується, наприклад, на плечовій артерії при вимірюванні тиску крові.

Турбулентний рух крові може виникнути внаслідок нерівномірного звуження просвіту судини (або локального випирання). Турбулентний плин створює умови для осідання тромбоцитів і освіти агрегатів. Цей процес часто є пусковим

У формуванні тромбу. Крім того, якщо тромб слабо пов’язаний зі стінкою судини, то під дією різкого перепаду тиску уздовж нього внаслідок турбулентності він може почати рухатися.

Число Рейнольдса

Поняття ламінарності і турбулентності застосовні як до течії рідини по трубах, так і до обтіканню нею різних тіл. В обох випадках характер перебігу залежить від швидкості течії, властивостей рідини і характерного лінійного розміру труби або обтічного тіла.

Число Рейнольдса використовують при моделюванні гідро – і аеродинамічних систем, зокрема кровоносної системи. Модель повинна мати таке ж число Рейнольдса, як і сам об’єкт, в іншому випадку відповідності між ними не буде.

Важливою властивістю турбулентного течії (в порівнянні з ламінарним) є високий опір потоку. Якби вдалося “погасити” турбулентність, то вдалося б досягти величезної економії потужності двигунів кораблів, підводних човнів, літаків.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 3.50 out of 5)

Ламынарна і турбулентна течії, число Рейнольдса