Laminární proudění

v oblasti Stokes flow, za velmi nízké Reynoldsovo číslo. Objekt pohybující se tekutinou zažívá tažnou sílu ve směru opačném k jeho pohybu.

typ proudění vyskytující se v tekutině v kanálu je důležité v tekutin-dynamika problémy a následně ovlivňuje tepla a přenos hmoty v kapalině systémy. Na bezrozměrné Reynoldsovo číslo je důležitý parametr v rovnicích, které popisují, zda plně vyvinuté proudění podmínek vést k laminární nebo turbulentní proudění. Reynoldsovo číslo je poměr setrvačné síly ke střižné síle tekutiny: jak rychle se tekutina pohybuje vzhledem k tomu, jak je viskózní, bez ohledu na rozsah tekutinového systému. Laminární tok obvykle nastává, když se tekutina pohybuje pomalu nebo je tekutina velmi viskózní. Jako Reynoldsovo číslo se zvyšuje, například tím, že zvyšuje průtok tekutiny, proudění přechod z laminárního na turbulentní proudění v určitém rozsahu Reynoldsových čísel, laminární–turbulentní přechod rozsah v závislosti na malých hladinách rušení v tekutině nebo nedokonalosti v toku systému. Pokud je Reynoldsovo číslo velmi malé, mnohem méně než 1, pak tekutina bude vykazovat Stokes, nebo plíživý, tok, kde viskózní síly tekutiny dominují setrvačným silám.

specifický výpočet Reynoldsova čísla a hodnot, kde dochází k laminárnímu proudění, bude záviset na geometrii průtokového systému a vzoru proudění. Společné příkladem je tok přes potrubí, kde Reynoldsovo číslo je definováno jako

R e = ρ u D H μ = u D H ν = Q D H ν A , {\displaystyle \mathrm {Re} ={\frac {\rho uD_{\text{H}}}{\mu }}={\frac {uD_{\text{H}}}{\nu }}={\frac {QD_{\text{H}}}{\nu A}},}

{\displaystyle \mathrm {Re} ={\frac {\rho uD_{\text{H}}}{\mu }}={\frac {uD_{\text{H}}}{\nu }}={\frac {QD_{\text{H}}}{\nu A}},}

kde:

DH je hydraulický průměr potrubí (m); Q je objemový průtok (m3/s); je potrubí je plocha průřezu (m2); u je střední rychlost kapaliny (jednotky SI: m/s); μ je dynamická viskozita tekutiny (Pa·s = N·s/m2 = kg/(m·s)); ν je kinematická viskozita tekutiny ν = μ/ρ (m2/s); ρ je hustota tekutiny (kg/m3).

Pro takové systémy, laminární proudění nastává, když Reynoldsovo číslo je nižší než kritické hodnoty přibližně 2,040, i když přechod rozsah je obvykle mezi $ 1800 – $ 2,100.

pro fluidní systémy vyskytující se na vnějších površích, jako je proudění kolem objektů zavěšených v tekutině, lze použít jiné definice Reynoldsových čísel k předpovědi typu toku kolem objektu. Rep částic Reynoldsova čísla by se použil například pro částice suspendované v proudících tekutinách. Stejně jako u proudění v potrubí laminární proudění obvykle dochází s nižší Reynoldsova čísla, zatímco turbulentní proudění a souvisejících jevů, jako je vortex shedding, se vyskytují s vyšší Reynoldsova čísla.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *