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난류 흐름


유체 역학에서 액체가 혼돈과 변동 또는 혼합을 겪는 흐름을 난류 흐름이라고합니다. 그것은 층류 흐름과 평행하며, 유체 층은 중단없이 움직이지 않고 움직입니다. 난류 흐름에서, 유체는 압력과 속도의 변화로 인해 파괴를받습니다. 난류 흐름에서, 유체는 유선에서 흐르지 않고 오히려 무작위 파괴적인 흐름입니다. 난류 흐름과 관련된 계산은 매우 복잡합니다.

난류 흐름의 예

우리는 다음 사건에서 난류 흐름을 관찰 할 수 있습니다.

  • 항공 크래프트 주변의 바람의 움직임
  • 용암 흐름
  • 펌프와 터빈을 통한 흐름
  • 공기 또는 물 소용돌이
  • 틀림 끄는 폭풍 구름
  • 연기
  • 팬/AC에서의 공기

레이놀즈 번호를 사용하여 난기류를 느끼고 측정 할 수 있습니다. 조지 스토크 스 (George Stokes)는 1851 년에 레이놀즈 수의 개념을 만들어 냈습니다. 수많은 유체에서 다양한 흐름 패턴을 예측하는 데 도움이되는 소스로 간주됩니다. 그것은 점성 힘 대 관성력의 비율로 산출된다.  하위는 레이놀즈 번호가 높을수록 층류가 많을수록 숫자가 하이킹을하면 흐름이 난류가됩니다. 

레이놀즈 번호는 다음을 계산하는 데 도움이되므로 과학 분야에서 매우 유명한 개념입니다.

  • 파이프를 통해 흐르는 물
  • 밸브에 존재하는 공기

레이놀즈 번호의 공식은 다음과 같이 쓸 수 있습니다. re =vd

여기서,

=유체의 밀도

v =유체의 속도

μ =유체의 점도

d =유체의 직경.

RE의 다른 값을 기반으로, 우리는 다음을 추론 할 수 있습니다.

  1. re <2000 인 경우, 흐름을 층류라고합니다
  2. 2000
  3. re> 4000 인 경우, 흐름을 난류라고합니다

난기류의 예

다음은 실제 사건의 난기류를 나타냅니다.

  • 담배에서 연기가 나옵니다. 초기 몇 센티미터의 경우, 연기는 층류의 특징을 보여 주지만 상승 후 난류 흐름으로 바뀝니다.  
  • 골프 볼 위로 흐릅니다. 
  • 명확한 공기 난류는 일반적으로 비행 이륙 중에 경험이 있습니다.
  • 강한 해류와 함께 해양 및 혼합 대기 층. 
  • 심장 상태 동안 동맥을 통한 혈액의 흐름
  • 강의 흐름이 부드럽고 물이 다리 주위에 부드럽게 움직일 때
  • 물의 부두가 있습니다. 

층류 및 난류 흐름

층류와 난류 흐름의 차이는 다음과 같이 이해 될 수 있습니다.

층류 및 난류 경계층

경계층은 층류 및 난류로 정의됩니다. 층계 경계층은 흐름이 다른 층에있을 때, 즉 층이 매끄럽고 측면 층 위로 미끄러질 때를 참조합니다. 한편, 난류 경계층은 층의 흐름이 혼합을 계속하는 것으로 추론된다. 

난기류의 시작?

레이놀즈 수는 난류의 시작을 쉽게 예측할 수 있습니다. 그것은 수많은 유체에서 다른 흐름 패턴을 예측하도록 도와주는 소스로 간주됩니다. 그것은 점성 힘 대 관성력의 비율로 산출된다.  하위는 레이놀즈 번호가 높을수록 층류가 많을수록 숫자가 하이킹을하면 흐름이 난류가됩니다. 

결론

위에서 언급 한 이론에서, 우리는 두 가지 유형의 흐름, 층류 흐름과 난류 흐름에 대해 배웠습니다. 난류 흐름은 액체가 혼돈과 변동 또는 혼합을 겪는 것입니다. 그것은 층류 흐름과 평행하며, 유체 층은 중단없이 움직이지 않고 움직입니다. 우리는 일상 생활에서 경험하는 라이브 사례로 흐름을 이해했습니다. 두 흐름의 차이는 우리에게 더 명확성을 주었다. 우리는 또한 두 흐름이 어떻게 레이놀즈 수의 일부인지, 유체의 층류 및 난류 흐름을 계산하기위한 실용적인 공식을 이해했습니다.



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층류

난류 흐름

1.

이 유체 흐름에서 유체 층은 평행하게 움직이며 서로 만나지 않으며 서로를 교차하지 않는 경향이 있습니다.

유체 흐름의 흐름에서, 유체 층은 서로 교차하는 경향이 있으며 결코 서로 평행하게 움직이지 않으며 어느 시점에서 충족 할 수 있습니다. 

2.

이 흐름은 속도가 낮은 유체에서 분명합니다.

이 흐름은 고속으로 흐르는 유체에서 분명합니다.

3.

층류는 유체가 낮은 속도로 흐르는 작은 직경 파이프에서 경험됩니다.

난류 흐름은 유체가 고속으로 흐르는 대형 직경 파이프에서 경험됩니다.

4.

계산 된 레이놀즈 수 (RE)가 2000보다 작거나 같을 때 유체 흐름은 층류입니다.

계산 된 레이놀즈 수가 4000보다 크거나 같을 때 유체 흐름은 난류입니다.

5.

층류의 응력의 양은 유체의 점도에 있습니다. 

난류 흐름의 응력의 양은 유체의 밀도에 있습니다.

6.

유체 흐름은 순서대로 작동합니다. 즉, 유체의 측 층의 혼합 또는 만남이 없으며 서로 평행하게 움직입니다.

유체 흐름은 순서대로 작동하지 않습니다. 즉, 어느 시점에서 측면 층의 혼합 및 회의가 있으며, 서로 평행하게 움직이지 않습니다.