جریان آرام در مقابل جریان آشفته
دینامیک سیالات بخش مهمی از فیزیک کلاسیک است و کاربردهای آن از آبیاری تا فیزیولوژی انسانی را شامل می شود. این شرکت مشارکت های مهندسی قابل توجهی در زمینه های هوافضا، دریایی، آبیاری، هیدرولیک و بسیاری از رشته های دیگر دارد.
جریان سیال از حالتی به حالت دیگر متفاوت است، و برای سهولت تجزیه و تحلیل، جریان به رژیم‌های مختلفی دسته‌بندی می‌شود که در آن خواص سیال مانند سرعت، فشار، چگالی و ویسکوزیته مشخصه هر رژیم است. جریان آشفته و آرام دو دسته اصلی رژیم های جریان هستند.
جریان آرام چیست؟
وقتی ذرات سیال بدون قطع مسیرهای یکدیگر جریان دارند و سرعت ذره همیشه بر مسیر ذره مماس است، جریان را جریان می گویند. هنگامی که جریان جریان رخ می دهد، لایه های ذرات سیال تمایل دارند که روی ذره مجاور بلغزند بدون اینکه حرکت دیگران را مختل کنند و این در لایه ها یا لایه های جریان سیال رخ می دهد. چنین جریانی به عنوان جریان آرام شناخته می شود. جریان آرام یا جریان جریان زمانی رخ می دهد که سرعت سیال نسبتاً کم باشد.
در جریان آرام، لایه در تماس با سطح ثابت دارای سرعت صفر است و در جهت عمود بر سطح، سرعت لایه ها تمایل به افزایش دارد. همچنین، سرعت، فشار، چگالی و سایر خواص دینامیکی سیال در هر نقطه از فضای جریان بدون تغییر باقی می‌مانند.
عدد رینولدز نشان دهنده میزان خوبی است که یک سیال ممکن است تحت جریان آرام قرار گیرد. هنگامی که عدد رینولدز کم باشد، جریان به سمت آرامی گرایش دارد و نیروهای ویسکوز شکل غالب برهمکنش بین لایه‌ها هستند.وقتی عدد رینولدز زیاد است، جریان متلاطم است و نیروهای اینرسی شکل غالب برهمکنش بین لایه‌ها هستند.
جریان آشفته چیست؟
وقتی خواص سیال در یک جریان به سرعت با زمان تغییر می کند، یعنی زمانی که تغییرات در سرعت، فشار، چگالی و سایر خواص جریان تغییرات تصادفی و دلخواه را نشان می دهند، جریان به عنوان جریان آشفته شناخته می شود.
جریان سیال درون یک لوله استوانه‌ای یکنواخت با طول محدود، که به عنوان جریان پوازی نیز شناخته می‌شود، هنگامی که عدد رینولدز به عدد بحرانی ۲۰۴۰ برسد، در جریان تلاطم خواهد داشت. با این حال، به طور کلی، جریان ممکن است به طور صریح نباشد. زمانی که عدد رینولدز بیش از 10000 است، آشفته باشید.
یک جریان متلاطم با ماهیت تصادفی، انتشار و گردابش مشخص می شود. جریان شامل گرداب‌ها، جریان‌های متقاطع و گرداب‌ها است.
تفاوت بین جریان آرام و توربولنت چیست؟
• در جریان آرام، جریان در سرعت های کم و عدد رینولدز پایین رخ می دهد، در حالی که جریان آشفتگی در سرعت های بالا و عدد رینولدز بالا رخ می دهد.
• در جریان آرام، مسیر خطوط سیال منظم و روان است که در آن هیچ گونه اختلال جانبی در مسیرهای سیال وجود ندارد و سیال به صورت لایه ای جریان می یابد. در جریان آشفته، الگوی جریان نامنظم و آشفته است، جایی که گرداب ها، گرداب ها و جریان های متقاطع رخ می دهد.
• در جریان آرام، خواص سیال در یک نقطه از فضا با زمان ثابت می ماند در حالی که، در جریان آشفته، خواص سیال در یک نقطه تصادفی است.
