ලැමිනා සහ අස්ථාවර ප්රවාහය. තරල ගලා තන්ත්රයන්

ද්රව සහ වායු ප්රවාහය ගුණ අධ්යයනය කර්මාන්තය හා මහජන උපයෝගිතා සඳහා ඉතා වැදගත් වේ. මෙම ලැමිනා සහ විවිධ කටයුතු සඳහා ජලය ප්රවාහනය අනුපාතය, තෙල්, ස්වාභාවික වායු නළ මාර්ග මත අර්බුදකාරී ගලා ක්රියාත්මක වන පරිදි වෙනත් පරාමිතික බලපායි. මෙම ප්රශ්න විද්යාව ගතිකය කරන්න.

වර්ගීකරණය

තරල ගලා තන්ත්රයන් සහ වායු විද්යාත්මක පරිසරය තුළ ඉතා පැහැදිලි පංති දෙකකට බෙදා ඇත:

• ලැමිනා (සබනවැඑ);
• අර්බුදකාරී.

ද තාවකාලික අදියර වෙනස හඳුනා. ආදිය ඒ අසම්පීඩ්ය කළ හැකි (ද්රව සත්ය වන), එය compressible (ගෑස්), සන්නායක, ...: මේ අතර, කාලීන "දව" පුළුල් අර්ථයක් ඇත

නඩුව ඉතිහාසය

තවත් මෙන්ඩලියෙව් 1880 දී ප්රතිවිරුද්ධ ගලා තන්ත්රයන් දෙකක් පැවැත්ම යන අදහස ප්රකාශ කරන ලදී. මෙම ප්රශ්නය පිළිබඳ වැඩි විස්තර සඳහා 1883 දී අධ්යයනය කර අවසන් කළ බ්රිතාන්ය ජාතික භෞතික විද්යාඥ සහ ඉංජිනේරු ඔස්බෝන් රෙනෝල්ඩ් පරීක්ෂා කළා. ස්ථර (අංශු ප්රවාහයක්) මිශ්ර සහ සමාන්තර මාර්ග දිගේ ගමන් නොවන තරම් ය: පළමුව, ප්රායෝගිකව, පසුව සූත්ර එය දියර ප්රවාහන අඩු ගලා අනුපාතය ලැමිනා ආකෘති පත්රය වන බව දක්නට ලැබේ භාවිතා කිරීම. කෙසේ වෙතත්, ඇතැම් තීරණාත්මක අගය (විවිධ කොන්දේසි සඳහා එය වෙනස්) පසු කරලයි, මාතෘකාව රෙනෝල්ඩ් අංකය දියර ගැලීම කොන්දේසි වෙනස් කර ඇත: මෙම ජෙට් ප්රවාහ ව්යාකූල සුලිය බවට පත් - i.e., අර්බුදකාරී. ගැනුන්ගේ ලෙස, මෙම පරාමිතීන් යම් දුරකට ආවේනික හා වායු වේ.

ඉංග්රිසි ප්රායෝගීක විද්යාඥ ගණනය කිරීම් හැසිරීම, උදා, ජලය, හැඩය සහ එය ගලා දී වැව (පයිප්ප, නාලිකා, කේශනාලිකා, ආදිය), මානයන් මත විශාල ලෙස රඳා පවතින බව. පෙන්නුම් චක්රලේඛයක් හරස්කඩ (එවැනි වන පීඩනය පයිප්ප සවි සඳහා භාවිතා) සහිත පයිප්ප, එහි රෙනෝල්ඩ් අංකය - සූත්රය තීරනාත්මක රාජ්ය පහත සඳහන් පරිදි විස්තර කර ඇත: නැවත = 2300. ගලා නාලිකාව විවෘත කිරීම සඳහා වන රෙනෝල්ඩ් අංකය වෙනස්: නැවත = 900. නැවත නියෝග සඳහා කුඩා අගයන් සඳහා, ව්යාකූල - විශාලයි.

ලැමිනා

එය ලැමිනා අර්බුදකාරී මෙන් නොව ජලය සහ ස්වභාවය දිශාව (ගෑස්) ගලා ඇත. ඔවුන් මිශ්ර නොකර සහ pulsations තොරව ස්ථර යනවා. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, එම ව්යාපාරයේ පීඩනය හමන අතර වේගය තුළ අස්ථාවර පිමි තොරව එකසේ සිදු වේ.

ලැමිනා තරල ප්රවාහය, පිහිටුවා උදාහරණයක් ලෙස, පටු වේ රුධිර නාල ඉතා දුස්ස්රාවී ද්රව (නල මාර්ග හරහා ඉන්ධන තෙල්) ක වත්මන් ජීවන දේවල්, ශාක, කේශනාලිකා හා සංසන්දනාත්මක කොන්දේසි යටතේ. ජලය මිශ්ර නොකර, ඒකාකාරව, නිහඬව ගලා - මෙම ජෙට් ප්රවාහ මවාගන්න ටිකක් ටැප් හෙළි කිරීමට ප්රමාණවත් වේ. අවසානය දක්වා වසති unscrew නම්, පද්ධතිය පීඩනය ඉහල යනු ඇත අතර, ප්රවාහය ව්යාකූල බවට පත් වනු ඇත.

අර්බුද සහිත ගලා

එය ලැමිනා මෙන් නොව, අසල්වැසි අංශු සැලකිය යුතු සමාන්තර මාර්ග දිගේ ගමන් කර වෙළෙඳපොලේ, තරලයක වූ අර්බුදකාරී ගලා disordered ස්වභාවය. අපි Lagrange ප්රවේශය භාවිතා කරන්නේ නම්, එම අංශු සංඛේත අත්තනෝමතික පැටලෙන්නේ සහ තරමක් වමවසේ හැසිරෙන හැක. මෙම කොන්දේසි යටතේ ද්රව සහ වායු ව්යාපාරය මෙම පරාමිතීන් nonstationarities ඉතා පුළුල් පරාසයක ඇති කළ හැකි සමග, සෑම විටම ඔහේ බලා සිටිති.

අර්බුද සහිත පාලන තන්ත්රය ලැබෙන බවට ලැමිනා ගෑස් ප්රවාහය ලෙස තවමත් ගුවන් ඇවිළෙන සිගරට් දුම ආදර්ශය wisps විසින් අධීක්ෂණය කල හැක. ආරම්භයේ දී, අංශු කාලය තුළ නොවෙනස්ව පාහේ සමාන්තර මාර්ග යනවා. දුම් ස්ථාවර බව පෙනේ. එවිට යම් අවස්ථාවක දී සියලු හදිසියේ මුලුමනින්ම අහඹු ලෙස ගමන් කරන බව විශාල eddies ඇත. මෙම සුළි කුඩා ඒවා බවට බිඳ - එසේ මත තවත් කුඩා හා බවට. අවසානයේ දී, සැබවින් ම දුම් අවට වාතය සමඟ මිශ්ර.

වූ කලබැගෑනිය පැදි

ඉහත උදාහරණය ග්රන්ථ වන අතර, ඔහුගේ නිරීක්ෂණ විද්යාඥයින් සඳහන් වන නිගමනයන් කර ඇත:

1. ලැමිනා සහ අස්ථාවර ප්රවාහය ස්වභාවය සම්භාවිතා වේ: එක් මාදිලිය සිට තවත් මාරුවීම හරියටම හරි තැන නොවේ, සහ තරමක අත්තනෝමතික, අහඹු ස්ථානයක.
2. පළමුව, දුම් wisps ප්රමාණය වඩා විශාල වන බව විශාල සුළි ඇත. ව්යාපාරය පාලනය නොකල හා දැඩි දී අසම සාර්වදිශ බවට පත් වෙයි. විශාල ගලා අස්ථාවර සහ කුඩා සහ කුඩා බවට බිඳ. මේ අනුව, eddies ක ධුරාවලියේ නැත. ව්යාපාරයේ ශක්තිය විශාල කුඩා මාරු, සහ මෙම ක්රියාවලිය අවසානයේ දී අතුරුදහන් වේ - බලශක්ති උත්සර්ජනය කුඩා පරිමාණයන් හිදී සිදුවේ.
3. අර්බුද සහිත ගලා අස්ථාවර වේ: යම් සුලිය සම්පූර්ණයෙන්ම අහඹු, කලින් කිව නොහැකි තැනක් විය හැක.
4. සංසරණ වායු සමඟ දුම මිශ්ර ලැමිනා යටතේ සිදු වන්නේ නැත, සහ අස්ථාවර දී - ඉතා දැඩි ය.
5. මායිම් කොන්දේසි ලිපි ද්රව්ය බව යන කාරනය තිබිය දී ම, නවතිනු ම ස්වභාවය හිටිහැටියේම අනිත්ය ඇත - සියලු ගෑස් ගතික පරාමිතීන් කාලයත් වෙනස් කරන්න.

වූ කලබැගෑනිය තවත් වැදගත් දේපල පවතී: එය සෑම විටම ත්රිමාණ වේ. අපි නල එක් මාන ගලා හෝ ද්විමාන සීමාව ස්ථරය අර්බුදකාරී eddies තවමත් යෝජනාව සලකා පවා නම් අක්ෂ තුනක් සම්බන්ධීකරණය මහතාගේ උපදෙස් දී සිදු වේ.

රෙනෝල්ඩ් අංකය: සූත්රය

ලැමිනා සිට සංක්රමණය ඊනියා විවේචනාත්මක රෙනෝල්ඩ් අංකය ලක්ෂණ කැළඹිලි ස්වභාවය:

_{නැවත CR = (ρuL / μ)} CR,

එහිදී ρ - ඝනත්වය ධාරාව, U - ප්රවාහය අනුපාතය ලක්ෂණයක්; L - ගලා ලක්ෂණයක් ප්රමාණය, μ - මෙම සංගුණකය ගතික දුස්ස්රාවීතාවයක් චක්රලේඛයක් හරස්කඩ සමග නළ විසින් - CR.

උදාහරණයක් ලෙස, නල පෙළ ප්රවේග ඔබ සමග ගලා ලෙස භාවිතා කරනු නල විෂ්කම්භය. ඔස්බෝන් රෙනෝල්ඩ් මේ අවස්ථාවේ දී, 2300 බව <නැවත _CR <20000 පෙන්නුවා. ව්යාප්ත, විශාලත්වය පාහේ නියෝගයක් ඉතා විශාල වේ.

මේ හා සමාන ප්රතිඵලයක් ෙව්ෆර් මත මායිම් ස්තරය ලබා ඇත. ලාක්ෂණික ප්රමාණය තහඩුව ඉදිරිපස නවීන සිට දුර ගෙන ඇත, පසුව: 3 × 10 ⁵ <නැවත _CR <4 × 10 ^4. උසස් පෙළ මායිම් ස්ථරය, 2700 <නැවත _CR <9000 ඝණකම ලෙස අර්ථ දක්වා ඇත නම්. නැවත _CR වටිනාකම ඊටත් වඩා විශාල විය හැකි බව පෙන්වා දී ඇත බව ප්රායෝගික අධ්යයන ඇත.

ප්රවේගය කනස්සල්ල, යන සංකල්පය,

මෙම ලැමිනා සහ අස්ථාවර තරල ප්රවාහ සහ ඒ අනුව, එම රෙනෝල්ඩ් අංකය (නැවත) තීරනාත්මක අගය සාධක විශාල සංඛ්යාවක් වූ පීඩනය ඵලය අනුක්රමික සිට, පහසුව සඳහා ආදිය ගැටිති රළුබව, බාහිර ගලා කැළඹිලි ස්වභාවය තීව්රතාව, අවකල උෂ්ණත්වය, උස, මෙම සමස්ත සාධක කනස්සල්ල ප්රවේගය ලෙස හැඳින්වේ රඳා පවතී. ඔවුන් ගලා අනුපාතය මත යම් බලපෑමක් ඇති බැවින්. මෙම කැළඹීම් කුඩා වන්නේ නම්, එය ප්රවේගය ක්ෂේත්රයේ සන්ධානගත උත්සාහ දුස්ස්රාවී හමුදා පදිංචි කළ හැක. ගලා විශාල කැළඹීම් සඳහා අස්ථාවර බවට පත් විය හැකි අතර, තිබෙන කැළඹිලි ඇති වේ.

: අවස්ථිති හමුදා සහ දුස්ස්රාවී හමුදා අනුපාතය, සූත්රය මගින් ආවරණය අමනාපය ගලා - මෙම රෙනෝල්ඩ් අංකය භෞතික අර්ථය දෙන

නැවත = ρuL / μ = ρu ² / (μ × (u / පෙළ )).

මෙම numerator දෙවරක් ප්රවේගය හිස හා හරය වන්නේ - L සීමාව ස්ථරය ඝණකම ලෙස ගත නම්, වටිනාකම, එම පහතට මානසික ආතතිය අනුපිළිවෙල වේ. ඉතිරි කිරීමට හා විනාශ කිරීමට ගතික පීඩනය සමාධිගත ඝර්ෂණය හමුදා මෙම විරුද්ධ වෙති. කෙසේ වෙතත්, එය ඇයි ද යන්න පැහැදිලි නැත අවස්ථිති බලවේග ඔවුන් 1000 ගුණයක් දුස්ස්රාවී හමුදා විට පමණක් (හෝ ප්රවේගය පීඩනය) වෙනස්කම් ඇති විය.

ගණනය කිරීම් සහ කරුණු

බොහෝ විට, පහසුවෙන් ලක්ෂණයක් වේගය ලෙස භාවිතා කළ නැවත _CR නොවන නිරපේක්ෂ ගලා ප්රවේගය ඔබ, සහ ප්රවේගය කනස්සල්ල. මේ අවස්ථාවේ දී, විවේචනාත්මක රෙනෝල්ඩ් අංකය 5 වතාවක් අර්බුදකාරී තරල ප්රවාහයන් බවට ලැමිනා පුරා ගතික පීඩනය බාධාවක් ඉක්මවා විට දුස්ස්රාවී ආතතීන්ට ගැන 10, i.e. වනු ඇත. සමහර විද්යාඥයන් අනුව නැවත මෙම අර්ථ දැක්වීම මෙන්ම පහත දැක්වෙන ප්රායෝගිකව ඔප්පු කරුණු විසින් විස්තර කර ඇත.

_CR අනන්තය සමාධිගත නැවත සම්පූර්ණයෙන්ම සුමට මතුපිට සම්පූර්ණයෙන්ම නිල ඇඳුම ප්රවේග ආකෘතිය සංඛ්යාව විසින් සම්ප්රදායිකව තීරණය වේ සඳහා, ඒ කියන්නේ සංක්රමණය ඇත්තටම කැළඹිලි ස්වභාවය වේ. මෙන්න රෙනෝල්ඩ් අංකය 10 ට සමාන වන විවේචනාත්මක අගය, පහත කනස්සල්ල ප්රවේගය විශාලත්වය අනුව තීරණය ෙව්.

කෘතිම කැලඹීම් ඉදිරියේ, ආරම්භක අනුපාතය මූලික අනුපාතය සමග සැසඳිය ඇති අතර, ගලා අර්බුදකාරී බෙහෙවින් අඩු රෙනෝල්ඩ් වේගය පරම වටිනාකම _{තීරණය,} නැවත _CR වඩා සංඛ්යා බවට පත් වෙයි. මෙම ලාක්ෂණික ප්රවේගය ඉහත හේතු නිසා ඇති ප්රවේගය කනස්සල්ල පරම අගය වන, නැවත _CR = 10 සංගුණකය භාවිතය හැක.

නල මාර්ගය තුළ ලැමිනා තන්ත්රයේ ස්ථාවරත්වය

මෙම ලැමිනා සහ අස්ථාවර ප්රවාහය විවිධ කොන්දේසි යටතේ ද්රව සහ වායු සියළු වර්ග දක්නට ලැබේ. ගලා යන ලැමිනා ස්වභාවය උදාහරණයක් ලෙස, පටු භූගත දිය දහරා තැනිතලා සඳහා, ඉතා දුර්ලභ ය සහ ලක්ෂණ වේ. ඊටත් වඩා මෙම ප්රශ්නය නල ජලය, තෙල්, ගෑස් හා අනෙකුත් තරල විසින් ප්රවාහනය සඳහා ප්රායෝගික භාවිතය පිළිබඳ සන්දර්භය තුළ විද්යාඥයන් අවධානය යොමු වේ.

Q ලැමිනා ස්ථාවරත්වය සමීපව අධ්යයනය කිරීමට අදාළ වේ ප්රධාන ප්රවාහය යෝජනාව බාධා. එය ඊනියා කුඩා කැළඹීම් මගින් බලපෑමක් ඇති බව සොයාගන්නා ලදී. ඔවුන් වර්ධනය හෝ කාලයත් මැකිල යන්න මත පදනම්ව, මූලික ප්රවාහය ස්ථාවර හෝ අස්ථිර ලෙස සැලකේ.

compressible නොව compressible තරල සඳහා

මෙම ලැමිනා සහ අස්ථාවර තරල ගලා බලපාන එක් සාධකයක් එහි සම්පීඩ්යතාව වේ. මෙම තරල දේපල ප්රාථමික වත්මන් වේගවත් වෙනසක් සමඟ-ලිපි ද්රව්ය නොවන ක්රියාවලි ස්ථාවරත්වය පිළිබඳ අධ්යයනය තුළ දී විශේෂයෙන් වැදගත් වේ.

අධ්යයන සිලින්ඩරාකාර අංශයේ ටියුබ් අසම්පීඩ්ය තරල ලැමිනා කාලය හා අවකාශය සාපේක්ෂව කුඩා axisymmetric සහ-axisymmetric නොවන කම්පනයන්ට ඔරොත්තු බව සඳහන් කරයි.

, මෑතක දී, ගණනය කිරීම් ප්රධාන වත්මන් ඛණ්ඩාංක දෙකක් මත රඳා පවතී එහිදී සිලින්ඩරාකාර නල අවස්ථවක කොටසක් දී axisymmetric ගලා ප්රතිරෝධය මත කලබල බලපෑම මත සිදු කරනු ලැබේ. නල වල සම්බන්ධීකරණය අක්ෂය ප්රධාන ප්රවාහය නල අරය ඔස්සේ ප්රවේග ආකෘතිය බලපාන පරාමිතිය ලෙස සැලකිය යුතු වේ.

නිගමනය

අධ්යයන සියවස් තිබියදීත්, අපි ලැමිනා සහ අස්ථාවර ප්රවාහය තරයේ අධ්යයනය කරන බව කියන්න බැහැ. ක්ෂුද්ර මට්ටම මත ප්රායෝගික අධ්යයන කළේ කාරණා ගණනය යුක්තිසහගත අවශ්ය නව ප්රශ්න මතු. පර්යේෂණ ස්වභාවය සහ අයදුම්පත භාවිතය වේ: ජලය, තෙල්, ගෑස් හා නිෂ්පාදන කිලෝමීටර් ලෝකයේ දහස් ගණනක්. ප්රවාහන කාලය තුළ කැලඹීම් අඩු කිරීම සඳහා හඳුන්වා දෙන තාක්ෂණික විසඳුම් තව තවත් ඵලදායී එය වනු ඇත.