090

Kuch burzliwy płynów

Badania eksperymentalne dowiodły, te w pewnych warunkach przepływ łanu-namy płynów przechodzi w tak zwany przepływ burzliwy (nazywany także turbu-lentnym). Przejście przepły wu larninaincgo w burzliwy zachodzi po przekroczeniu pewnej prędkości granicznej, zależnej od rodzaju pły nu i rodzaju przewodu naczyniowego.

Przepływ burzliwy charakteryzuje się tym. że cząstki płynu nie poruszają się w kierunku równoległym do osi przewodu naczyniowego, lecz wykonują ruchy chaotyczne o różnych kierunkach prędkości. Takiemu przepływowi towarzyszy powstawanie wirów.

Kryterium przejścia przepływu laminarnego w burzliwy zostało podane przez Reynoldsa przez wprowadzenie pewnej liczby bezwymiarowej, nazywanej liczbą Reynoldsa (Re). Liczba Re w przypadku przewodu naczyniowego o przekroju kołowym (d - średnica przekroju kołowego) jest określona równaniem:

Re=^pdv    (6.26)

n

gdzie p - gęsio* ptyrrn. rj - lepto* płv*u. r - pędto* p/rphwu pł>«u

Ustalono, że przy przepływie płynu przez gładkie, proste przewody naczyniowe o przekroju kołowym, ruch płynu jest larninamy. gdy Re < 2300, natomiast gdy Re > 3000. przepływ jest burzliwy.

Dla wartości pośrednich przepływ ma charakter niestacjonarny: oznacza to łatwą możliwość przejścia w przepływ burzliwy przy wystąpieniu jakichkolwiek za-kłóccó.

Wykorzystując definicję liczby Reynoldsa można wy znaczyć prędkość kniyczną i\ przepływu płynu, po której przekroczeniu przepływ może stać się burzliwy. Krytycznej prędkości i\ odpowiada krytyczna wartość liczby Reynoldsa Re_k = 2300. Zatem przy przepływie płynu przez przewód o przekroju kołowym równanie określające v\ ma postać:

<6 27)

Z równania (6.27) wynika, źc dla określonego płynu prędkość krytyczna jest odwrotnie proporcjonalna do średnicy przewodu naczyniowego.

Przykładowo podam, że w przypadku przepływu wody w przewodzie naczyniowym o średnicy d = 2.3 cm prędkość krytyczna i\ = 0.1 ~. Oznacza to. że ruch

wody jest laminarny. gdy jej prędkość nic przekracza wartości 0,1    .

90