Sự khác biệt giữa dòng chảy tầng và dòng chảy hỗn loạn

Dòng chảy so với dòng chảy hỗn loạn
 

Fluid Dynamics là một phần quan trọng của vật lý cổ điển và các ứng dụng chạy từ thủy lợi đến sinh lý con người. Nó có đóng góp kỹ thuật quan trọng trong các lĩnh vực hàng không vũ trụ, hàng hải, thủy lợi, thủy lực và nhiều ngành khác.

Lưu lượng chất lỏng thay đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác và để dễ phân tích, dòng chảy được phân loại thành các chế độ khác nhau trong đó các tính chất của chất lỏng như vận tốc, áp suất, mật độ và độ nhớt đặc trưng cho từng chế độ. Dòng chảy hỗn loạn và dòng chảy là hai lớp chính của chế độ dòng chảy.

Dòng chảy tầng là gì?

Khi các hạt chất lỏng chảy mà không giao nhau với các đường đi của nhau và vận tốc của hạt luôn luôn tiếp tuyến với đường đi của hạt, dòng chảy được gọi là hợp lý. Khi dòng chảy xảy ra, các lớp của các hạt chất lỏng có xu hướng trượt trên hạt liền kề mà không làm ảnh hưởng đến chuyển động của người khác, và điều này xảy ra trong các lớp hoặc lớp của dòng chất lỏng. Dòng chảy như vậy được gọi là dòng chảy tầng. Dòng chảy tầng hoặc dòng chảy xảy ra khi vận tốc chất lỏng tương đối thấp.

Trong dòng chảy tầng, lớp tiếp xúc với bề mặt đứng yên có vận tốc bằng không và theo hướng vuông góc với bề mặt, vận tốc của các lớp có xu hướng tăng. Ngoài ra, vận tốc, áp suất, mật độ và các đặc tính động lực chất lỏng khác không thay đổi tại mọi điểm trong không gian của dòng chảy.

Số Reynold là một dấu hiệu cho thấy chất lỏng có thể trải qua dòng chảy tốt như thế nào. Khi số Reynold thấp, dòng chảy có xu hướng nhiều lớp và lực nhớt là hình thức tương tác chủ yếu giữa các lớp. Khi số Reynold cao, dòng chảy có xu hướng hỗn loạn và lực quán tính là hình thức tương tác chủ yếu giữa các lớp.

Dòng chảy rối là gì?

Khi các tính chất của chất lỏng trong một dòng chảy thay đổi nhanh chóng theo thời gian, tức là khi các thay đổi về vận tốc, áp suất, mật độ và các đặc tính dòng chảy khác cho thấy sự thay đổi ngẫu nhiên và tùy ý, dòng chảy được gọi là dòng chảy rối..

Dòng chất lỏng trong một ống hình trụ đồng nhất có chiều dài hữu hạn, còn được gọi là dòng Poiseuille, sẽ có dòng chảy trong dòng chảy khi số Reynold đạt đến số quan trọng 2040. Tuy nhiên, nhìn chung, dòng chảy có thể không bị nhiễu loạn khi Reynold số lượng hơn 10000.

Một dòng chảy hỗn loạn được đặc trưng bởi tính chất ngẫu nhiên, độ khuếch tán và độ xoáy của nó. Dòng chảy chứa eddies, dòng điện chéo và xoáy.

Sự khác biệt giữa dòng chảy hỗn hợp và dòng chảy?

• Trong dòng chảy tầng, dòng chảy xảy ra với vận tốc thấp và số Reynold thấp, trong khi dòng chảy rối xảy ra ở vận tốc cao và số Reynold cao.

• Trong dòng chảy tầng, đường đi của dòng chất lỏng là thường xuyên và hợp lý, nơi không có sự xáo trộn bên của đường dẫn chất lỏng và chất lỏng chảy theo lớp. Trong dòng chảy hỗn loạn, mô hình dòng chảy không đều và hỗn loạn, nơi xảy ra các dòng xoáy, dòng chảy và dòng chảy chéo.

• Trong dòng chảy tầng, tính chất của chất lỏng tại một điểm trong không gian không đổi theo thời gian trong khi, trong dòng chảy hỗn loạn, tính chất của chất lỏng tại một điểm là ngẫu nhiên.