Laminaire stroming versus turbulente stroming
Fluid Dynamics is een belangrijk onderdeel van de klassieke natuurkunde en de toepassingen lopen van irrigatie tot menselijke fysiologie. Het heeft belangrijke technische bijdragen op het gebied van lucht- en ruimtevaart, scheepvaart, irrigatie, hydraulische en vele andere disciplines.
De vloeistofstroom varieert van de ene staat tot de andere, en voor het gemak van analyse wordt de stroom gecategoriseerd in verschillende regimes waarbij de vloeistofeigenschappen zoals snelheid, druk, dichtheid en viscositeit elk regime kenmerken. Turbulente en laminaire stroming zijn de twee hoofdklassen van stromingsregimes.
Wat is laminaire stroming?
Als de vloeistofdeeltjes stromen zonder de paden van elkaar te kruisen en de snelheid van het deeltje altijd tangentieel is aan het pad van het deeltje, wordt de stroom gestroomlijnd genoemd. Wanneer de stroomlijnstroom optreedt, hebben de lagen vloeistofdeeltjes de neiging over het aangrenzende deeltje te glijden zonder de beweging van andere te verstoren, en dit gebeurt in lagen of lamina's van vloeistofstroom. Een dergelijke stroom staat bekend als een laminaire stroom. Laminaire stroming of stroomlijnstroming treedt op wanneer de vloeistofsnelheid relatief laag is.
Bij laminaire stroming heeft de laag in contact met een stationair oppervlak een snelheid van nul en, in de richting loodrecht op het oppervlak, heeft de snelheid van de lagen de neiging toe te nemen. Ook blijven de snelheid, druk, dichtheid en andere vloeistofdynamische eigenschappen onveranderd op elk punt in de ruimte van de stroming.
Het Reynoldsgetal is een indicatie hoe goed een vloeistof laminaire stroming kan ondergaan. Wanneer het Reynoldsgetal laag is, heeft de stroming de neiging laminair te zijn en zijn de viskeuze krachten de dominante vorm van interactie tussen de lagen. Wanneer het Reynoldsgetal hoog is, heeft de stroming de neiging turbulent te zijn, en traagheidskrachten zijn de dominante vorm van interactie tussen de lagen.
Wat is turbulente stroming?
Wanneer de vloeistofeigenschappen in een stroming snel met de tijd variëren, d.w.z. wanneer de veranderingen in de snelheid, druk, dichtheid en andere stromingseigenschappen willekeurige en willekeurige veranderingen vertonen, staat de stroming bekend als een turbulente stroming.
De vloeistofstroom in een uniforme cilindrische pijp met een eindige lengte, ook bekend als een Poiseuille-stroom, zal turbulentie in de stroom hebben wanneer het Reynoldsgetal het kritieke getal 2040 bereikt. In het algemeen is de stroom echter niet expliciet turbulent zijn als het Reynoldsgetal groter is dan 10000.
Een turbulente stroming wordt gekenmerkt door zijn willekeurige aard, diffusiviteit en vorticiteit. De stroming bevat wervelingen, kruisstromen en wervelingen.
Wat is het verschil tussen laminaire en turbulente stroming?
• Bij laminaire stroming vindt de stroming plaats bij lage snelheden en een laag Reynoldsgetal, terwijl turbulentiestroming optreedt bij hoge snelheden en een hoog Reynoldsgetal.
• In laminaire stroming is het pad van de vloeistofleidingen regelmatig en gestroomlijnd waar er geen zijdelingse verstoring van de vloeistofpaden is en de vloeistof in lagen stroomt. Bij turbulente stroming is het stromingspatroon onregelmatig en chaotisch, waar wervelingen, wervelingen en kruisstromen optreden.
• Bij laminaire stroming blijven de vloeistofeigenschappen op een punt in de ruimte constant in de tijd, terwijl bij turbulente stroming de vloeistofeigenschappen op een punt stochastisch zijn.
