A folyadékáramlás módjai csövekben - stadopedia
A kísérletek azt mutatják, hogy a csövekben folyadékok és gázok kétféle módja vagy kétféle áramlása létezik: lamináris és turbulens.
Ezek a folyadékáramlások figyelhetők meg a 3.11. Ábrán látható eszközön. Ez egy tartály A és víz, a amely kiterjeszti az üvegcsőben egy csap vége pas C, és D a hajó indikátorral színezett folyadék, amely beadható egy csövön keresztül egy vékony sugárban az üveg cső B.
Ha több emelje fel a daru C és teszi a víz áramlását a csőben kis sebességgel, majd daruval E mutató hagyja folyadék a víz áramlását, azt látjuk, hogy a bevezetése cső színezett folyadék ne keverjük össze a víz áramlását. A teljes üvegcső mentén jól látható a festékcsepp, ami jelzi a folyadékáramlás réteges jellegét és a keverés hiányát. A csőhöz erősített piezométer vagy pitot cső a nyomás és a sebesség időbeli változatlanságát, az oszcilláció (pulzálás) hiányát mutatja. Ez az úgynevezett lamináris (rétegzett) áramlás.
A fokozatos növekedése a vízáramlás sebessége a cső megnyitja a csapot áramlási minta az elején, hogy nem változik, de aztán egy bizonyos sebességgel van egy gyors változás neki. Egy csepegtető színezett folyadékot a kilépő cső rezegni kezd, majd a mosott, és keverve a víz áramlását, az örvény képződést, és észrevehető rotációs mozgást. A piezométer és a Pitot cső folyamatos nyomást és sebességet mutat a víz áramlásában. Az áramlás, amint azt szokásosan hívják, turbulens (lásd a fenti 3.11. Ábrát).
Ha az áramlási sebesség csökken, akkor a lamináris áramlás helyreáll.
Így a lamináris áramlást folyadékrészecskék nem keveredő áramlásaként és sebességek és nyomások pulzálása nélkül nevezik. Ezzel az árammal az összes áramvonalat a csatorna alakja határozza meg, amelyen a folyadék áramlik. A folyadék lamináris áramlásához állandó keresztmetszetű egyenes csőben az összes áramvonalas vonal párhuzamos a cső tengelyével, vagyis egyenes vonalú; a folyadéknak nincs keresztirányú mozgása.
A turbulens áramlást áramlásnak nevezik, amelyet a folyadék intenzív keverésével és a sebességek és nyomások pulzációjával kísérnek. A turbulens áramlás, a sebesség vektorok nem csak tengelyirányú, hanem a normális komponenseket, így együtt a fő hosszanti folyadék mozgása a pálya mentén előforduló keresztirányú mozgását (keverés közben), és forgató mozgást az egyes mennyiségű folyadék.
A megadott folyadék áramlási sebessége egy adott csőben változó áramlási sebességgel változik, amely az átlag keresztmetszetében meglehetősen pontos # 965; kr. amelyet kritikusnak neveznek. A kísérletek azt mutatják, hogy ennek a sebességnek az értéke közvetlenül arányos a v kinematikus viszkozitással, és fordítottan arányos a cső d átmérőjével,
A dimenzió nélküli arányossági tényező k ebben a képletben ugyanaz minden folyadék és gáz esetében, valamint minden csőátmérő esetében. Ez azt jelenti, hogy az áramlási rendszer változása a sebesség, az átmérő és a viszkozitás közötti bizonyos összefüggéssel történik:
A kapott dimenzió nélküli számot a kritikus Reynolds-számnak nevezik és jelölik
A kritikus Reynolds-szám Recr nem függ a folyadék típusától és a keresztmetszet méretétől, hanem csak kis mértékben határozza meg a keresztmetszet és a cső falainak durvasága.
Így a kritikus Reynolds-szám a csővezetékek áramlási rendjét meghatározó kritérium.
A kísérletek azt mutatják, hogy a Rekr ≈ 2300 kör keresztmetszetű csövekhez.
A folyadék sebességének, viszkozitásának és a cső átmérőjének ismeretében kiszámíthatjuk az Re számát kiszámítva, és összehasonlíthatjuk a Recr. meghatározni az áramlási rendszert.
Amikor Re
Re ≥ 10000. és Re = 2300 ... 10000 esetén egy átmeneti, kritikus régió zajlik le.
A gyakorlatban, vannak mind a lamináris és turbulens áramlás, az első megfigyelt elsősorban azokban az esetekben, amikor a csöveket mozog nagyon viszkózus folyadékok, így kenőanyagok, a második általában akkor a vízvezetékek, és a csövek, amelyeken keresztül áramolhat a benzin, kerozin , alkoholok, savak és más alacsony viszkozitású folyadékok.