Laminær Flow vs Turbulent Flow
Fluid Dynamics er en vigtig del af klassisk fysik, og applikationerne løber fra kunstvanding til menneskelig fysiologi. Det har betydelige tekniske bidrag inden for rumfart, marine, kunstvanding, hydraulik og mange andre discipliner.
Væskestrømmen varierer fra en tilstand til en anden, og for at lette analysen er flowet kategoriseret i forskellige regimer, hvor væskeegenskaberne såsom hastighed, tryk, tæthed og viskositet karakteriserer hvert regime. Turbulent og det laminære flow er de to hovedklasser af strømningsregimer.
Hvad er Laminar Flow?
Når væskepartiklerne flyder uden at krydse hinandens baner, og partiklens hastighed altid er tangentiel til partiklens vej, siges strømmen at være strømlinet. Når strømlinestrømmen opstår, har lagene af væskepartikler en tendens til at glide over den tilstødende partikel uden at forstyrre andres bevægelse, og dette sker i lag eller lag med væskestrøm. Et sådant flow er kendt som et laminært flow. Laminær strømning eller strømline strømning opstår, når væskehastigheden er relativt lav.
I laminær strømning har laget i kontakt med en stationær overflade nul hastighed, og i retningen vinkelret på overfladen har lagenes hastighed en tendens til at stige. Desuden forbliver hastigheden, trykket, densiteten og andre fluiddynamiske egenskaber uændrede på hvert punkt i flowets rum.
Reynolds-tallet er en indikation af, hvor god en væske kan gennemgå laminær strømning. Når Reynolds-tallet er lavt, har flowet tendens til at være laminært, og de viskøse kræfter er den dominerende form for interaktion mellem lagene. Når Reynolds-tallet er højt, har flowet tendens til at være turbulent, og inertikræfter er den dominerende form for interaktion mellem lagene.
Hvad er Turbulent Flow?
Når væskeegenskaberne i en strømning varierer hurtigt med tiden, dvs. når ændringerne i hastighed, tryk, tæthed og andre strømningsegenskaber viser tilfældige og vilkårlige ændringer, er strømmen kendt som en turbulent strømning.
Væskestrømmen i et ensartet cylindrisk rør med en endelig længde, også kendt som en Poiseuille-strøm, vil have turbulens i strømmen, når Reynolds-tallet når det kritiske tal 2040. Generelt kan strømmen dog ikke eksplicit være turbulent, når Reynolds-tallet er mere end 10000.
Et turbulent flow er karakteriseret ved dets tilfældige natur, diffusivitet og hvirvelstrøm. Strømmen indeholder hvirvler, krydsstrømme og hvirvler.
Hvad er forskellen mellem Laminar og Turbulent Flow?
• I laminær strømning sker strømmen ved lave hastigheder og lavt Reynolds-tal, mens turbulensflow forekommer ved høje hastigheder og højt Reynolds-tal.
• I Laminar flow er væskeledningernes bane regelmæssig og strømlinet, hvor der ikke er nogen lateral forstyrrelse af væskebanerne, og væsken strømmer i lag. I turbulent flow er strømningsmønsteret uregelmæssigt og kaotisk, hvor hvirvler, hvirvler og krydsstrømme opstår.
• I laminær strømning forbliver væskeegenskaberne ved et punkt i rummet konstante med tiden, mens væskeegenskaberne ved turbulent strømning i et punkt er stokastiske.
