Mtiririko wa Laminar dhidi ya Mtiririko wa Turbulent
Fluid Dynamics ni sehemu muhimu ya fizikia ya kitambo, na matumizi huanzia kwenye umwagiliaji hadi fiziolojia ya binadamu. Ina mchango mkubwa wa kihandisi katika nyanja za anga, baharini, umwagiliaji, majimaji na taaluma nyingine nyingi.
Mtiririko wa giligili hutofautiana kutoka hali moja hadi nyingine, na kwa urahisi wa uchanganuzi, mtiririko huwekwa katika mifumo tofauti ambapo sifa za ugiligili kama vile kasi, shinikizo, msongamano, na mnato hubainisha kila utaratibu. Msukosuko na mtiririko wa Laminar ndio aina kuu mbili za kanuni za mtiririko.
Laminar Flow ni nini?
Chembechembe za umajimaji zinapotiririka bila kukatiza njia za nyingine na kasi ya chembe kila mara huwa ya kushikana kwenye njia ya chembe, mtiririko huo unasemekana kuwa laini. Wakati mtiririko wa mtiririko unatokea, tabaka za chembe za maji huwa zinateleza juu ya chembe iliyo karibu bila kusumbua mwendo wa wengine, na hii hutokea katika tabaka au lamina za mtiririko wa maji. Mtiririko kama huo unajulikana kama mtiririko wa Laminar. Mtiririko wa lamina au mtiririko wa laini hutokea wakati kasi ya kioevu iko chini kiasi.
Katika mtiririko wa lamina, safu inayogusana na uso uliosimama ina kasi ya sifuri na, katika mwelekeo unaoelekea uso, kasi ya tabaka huelekea kuongezeka. Pia, kasi, shinikizo, msongamano, na sifa nyinginezo za kimiminika hubakia bila kubadilika katika kila sehemu katika nafasi ya mtiririko.
Nambari ya Reynolds ni ishara jinsi umajimaji unavyoweza kupitia laminar. Wakati nambari ya Reynolds iko chini, mtiririko huwa laminar, na nguvu za viscous ni aina kuu ya mwingiliano kati ya tabaka. Nambari ya Reynolds inapokuwa juu, mtiririko huwa na msukosuko, na nguvu zisizo na nguvu ndio njia kuu ya mwingiliano kati ya tabaka.
Mtiririko wa Turbulent ni nini?
Wakati sifa za kiowevu katika mtiririko hutofautiana kwa kasi kulingana na wakati, yaani, wakati mabadiliko ya kasi, shinikizo, msongamano, na sifa nyingine za mtiririko huonyesha mabadiliko ya nasibu na ya kiholela, mtiririko huo hujulikana kama mtiririko wa misukosuko.
Mtiririko wa kiowevu ndani ya bomba la silinda sare na urefu usio na kikomo, unaojulikana pia kama mtiririko wa Poiseuille, utakuwa na msukosuko katika mtiririko wakati nambari ya Reynolds itakapofika nambari muhimu ya 2040. Hata hivyo, kwa ujumla, mtiririko huo hauwezi kwa njia dhahiri. kuwa na msukosuko wakati nambari ya Reynolds ni zaidi ya 10000.
Mtiririko wa misukosuko unabainishwa na asili yake nasibu, mtawanyiko, na kimbunga. Mtiririko huo una eddies, mikondo ya kuvuka na mikondo.
Kuna tofauti gani kati ya Laminar na Turbulent Flow?
• Katika mtiririko wa laminar, mtiririko hutokea kwa kasi ya chini na nambari ya chini ya Reynolds, wakati mtiririko wa mtikisiko hutokea kwa kasi ya juu na nambari ya juu ya Reynolds.
• Katika mtiririko wa Laminar, njia ya mistari ya kiowevu ni ya kawaida na inasawazishwa ambapo hakuna usumbufu wa upande wa njia za maji na umajimaji hutiririka katika tabaka. Katika mtiririko wa misukosuko, muundo wa mtiririko si wa kawaida na wenye mkanganyiko, ambapo mikondo, mikondo na mikondo hutokea.
• Katika mtiririko wa lamina, sifa za ugiligili katika sehemu fulani katika nafasi hubaki bila kubadilika kulingana na wakati huku, katika mtiririko wa misukosuko, sifa za ugiligili katika sehemu fulani ni stochastic.
