Ламинар урсгал ба турбулент урсгал
Шингэний динамик нь сонгодог физикийн чухал хэсэг бөгөөд хэрэглээний усалгаанаас хүний физиологи хүртэл ажилладаг. Энэ нь сансар огторгуй, далай тэнгис, усжуулалт, гидравлик болон бусад олон салбарт инженерийн чухал хувь нэмэр оруулсан.
Шингэний урсгал нь нэг төлөвөөс нөгөөд харилцан адилгүй байдаг бөгөөд шинжилгээнд хялбар болгох үүднээс урсгалыг хурд, даралт, нягт, зуурамтгай чанар зэрэг шингэний шинж чанар нь горим тус бүрээр тодорхойлдог өөр өөр горимд ангилдаг. Турбулент ба Ламинар урсгал нь урсгалын горимын хоёр үндсэн ангилал юм.
Ламинар урсгал гэж юу вэ?
Шингэний хэсгүүд хоорондоо огтлолцохгүйгээр урсах ба бөөмийн хурд нь бөөмийн замд үргэлж тангенциал байвал урсгалыг урсгал гэж нэрлэдэг. Урсгалын урсгал үүсэх үед шингэний хэсгүүдийн давхаргууд нь бусдын хөдөлгөөнд саад учруулахгүйгээр зэргэлдээх бөөмийн дээгүүр гулсах хандлагатай байдаг бөгөөд энэ нь шингэний урсгалын давхарга эсвэл давхаргад тохиолддог. Ийм урсгалыг ламинар урсгал гэж нэрлэдэг. Шингэний хурд харьцангуй бага үед ламинар урсгал эсвэл урсгалын урсгал үүсдэг.
Ламинар урсгалд хөдөлгөөнгүй гадаргуутай шүргэлцэх давхарга нь тэг хурдтай байх ба гадаргуутай перпендикуляр чиглэлд давхрагын хурд нэмэгдэх хандлагатай байдаг. Мөн хурд, даралт, нягт болон шингэний бусад динамик шинж чанарууд нь урсгалын орон зайн цэг бүрт өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.
Рэйнолдсын тоо нь шингэн нь ламинар урсгалд хэр сайн орж болохыг харуулж байна. Рейнольдсын тоо бага байх үед урсгал нь ламинар байх хандлагатай байдаг ба наалдамхай хүч нь давхаргын хоорондын харилцан үйлчлэлийн давамгайлсан хэлбэр юм. Рэйнолдсын тоо өндөр байх үед урсгал нь үймээн самуунтай байх хандлагатай байдаг ба давхрагын хоорондын харилцан үйлчлэлийн зонхилох хэлбэр нь инерцийн хүч юм.
Турбулент урсгал гэж юу вэ?
Урсгал дахь шингэний шинж чанар цаг хугацааны явцад хурдацтай өөрчлөгдөх, өөрөөр хэлбэл хурд, даралт, нягт болон бусад урсгалын шинж чанаруудын өөрчлөлт нь санамсаргүй болон дурын өөрчлөлтийг харуулах үед урсгалыг турбулент урсгал гэж нэрлэдэг.
Хязгаарлагдмал урттай нэг төрлийн цилиндр хоолой доторх шингэний урсгалыг Пуазейлийн урсгал гэж нэрлэдэг бөгөөд Рейнольдсын тоо 2040 чухал тоонд хүрэх үед урсгалд турбулент үүснэ. Гэсэн хэдий ч ерөнхийдөө урсгал нь тодорхой бус байж болно. Рэйнолдсын тоо 10000-аас дээш байвал үймээнтэй байх.
Турбулент урсгал нь санамсаргүй шинж чанар, тархалт, эргүүлэгээрээ тодорхойлогддог. Урсгал нь эргүүлэг, хөндлөн гүйдэл, эргүүлэг агуулсан.
Ламинар болон турбулент урсгалын ялгаа нь юу вэ?
• Ламинар урсгалд урсгал нь бага хурдтай, бага Рейнольдсын тоогоор явагддаг бол турбулент урсгал нь өндөр хурдтай, өндөр Рейнольдсын тоотой үед тохиолддог.
• Ламинар урсгалд шингэний замын хажуугийн эвдрэл байхгүй, шингэн нь давхаргаар урсах үед шингэний шугамын зам жигд бөгөөд жигд байна. Турбулент урсгалын үед эргэлт, эргүүлэг, хөндлөн гүйдэл үүсдэг урсгалын хэв маяг жигд бус, эмх замбараагүй байдаг.
• Ламинар урсгалд сансар огторгуйн нэг цэг дэх шингэний шинж чанар цаг хугацааны явцад тогтмол хэвээр байх ба турбулент урсгалд тухайн цэг дэх шингэний шинж чанар стохастик байна.
