Laminaire stroom

een bol in Stokes-stroom, bij een zeer laag Reynolds-getal. Een object dat door een vloeistof beweegt, ervaart een trekkracht in de tegenovergestelde richting van zijn beweging.

het type stroom dat optreedt in een vloeistof in een kanaal is belangrijk bij problemen met de vloeistofdynamica en beïnvloedt vervolgens de warmte-en massaoverdracht in vloeistofsystemen. Het dimensieloze Reynolds-getal is een belangrijke parameter in de vergelijkingen die beschrijven of volledig ontwikkelde stroomcondities leiden tot laminaire of turbulente stroom. Het Reynolds-getal is de verhouding van de inertiekracht tot de afschuifkracht van de vloeistof: hoe snel de vloeistof beweegt ten opzichte van hoe stroperig het is, ongeacht de schaal van het vloeistofsysteem. Laminaire stroom treedt meestal op wanneer de vloeistof langzaam beweegt of de vloeistof is zeer viskeuze. Naarmate het Reynolds-getal toeneemt, bijvoorbeeld door het debiet van de vloeistof te verhogen, zal de stroom van laminaire naar turbulente stroom overgaan bij een specifiek bereik van Reynolds–getallen, het laminaire-turbulente transitiebereik afhankelijk van kleine storingsniveaus in de vloeistof of onvolkomenheden in het stromingssysteem. Als het Reynolds-getal erg klein is, veel minder dan 1, dan zal de vloeistof Stokes vertonen, of kruipende, stroom, waar de stroperige krachten van de vloeistof de inertiale krachten domineren.

de specifieke berekening van het Reynolds-getal en de waarden waar laminaire stroming optreedt, hangt af van de geometrie van het stromingssysteem en het stromingspatroon. De voorkomende voorbeeld is de stroom door een buis, waar het Reynolds getal is gedefinieerd als

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

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

waar:

DH is de hydraulische diameter van de buis (m); Q is de volumestroom (m3/s); A is de leiding van de cross-sectionele oppervlakte (m2); u is de gemiddelde snelheid van de vloeistof (SI-eenheden: m / s); μ is de dynamische viscositeit van de vloeistof (Pa·s = N·s/m2 = kg/(m·s)); ν is de kinematische viscositeit van de vloeistof, ν = μ/ρ (m2/s); ρ is de dichtheid van de vloeistof (kg/m3).

voor dergelijke systemen treedt laminaire stroom op wanneer het Reynolds-getal lager is dan een kritische waarde van ongeveer 2.040, hoewel het transitiebereik meestal tussen 1800 en 2100 ligt.

voor vloeistofsystemen die zich op externe oppervlakken voordoen, zoals stroom langs objecten die in de vloeistof zweven, kunnen andere definities voor Reynolds-getallen worden gebruikt om het type stroom rond het object te voorspellen. De rep van het Reynolds-getal zou worden gebruikt voor deeltje dat in stromende vloeistoffen wordt gesuspendeerd, bijvoorbeeld. Net als bij flow in pipes, komt laminaire flow meestal voor bij lagere Reynolds-getallen, terwijl turbulente flow en gerelateerde fenomenen, zoals vortexafscheiding, optreden bij hogere Reynolds-getallen.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *