From Wikipedia, the free encyclopedia
Turbulentne voolamine ehk turbulents ehk turbulentsus on vedeliku või gaasi voolamine, kus aineosakesed liiguvad korrapäratult, tekitades sageli keeriseid, kuigi samal ajal liigub kogu aine mass voolu suunas. Selline liikumine tekib asjaolust, et aineosakestel on lisaks voolusuunalisele kiirusele veel voolusuunaga ristsuunaline kiirus. Voolamist, mis pole turbulentne, nimetatakse laminaarseks voolamiseks.
See artikkel vajab täiendamist, et anda teemast piisavat ülevaadet. |
See artikkel ootab keeletoimetamist. |
Nagu laminaarse voolamise puhul on ka turbulentsel voolamisel vedeliku voolukiirus suurim toru teljel, kuid erinevus maksimaalse ja keskmise kiiruse vahel on oluliselt väiksem. Turbulentsel voolamisel on maksimaalne voolukiirus 1,2 korda suurem keskmisest voolukiirusest, samal ajal kui laminaarsel voolamisel on maksimaalne voolukiirus 2 korda suurem keskmisest voolamiskiirusest.
Turbulentsi iseloomustatakse järgnevate tunnuste abil:
Turbulentsi difusiooni iseloomustatakse enamasti turbulentse difusiooni (soojusjuhtivuse) koefitsiendi abil, mis sõltub voolu tingimustest, mitte vedeliku enda eripärast. Turbulentne difusioonitegur on kõige lihtsam moodus turbulentse voo kvantitatiivseks analüüsimiseks ja selle arvutamiseks on postuleeritud palju mudeleid. Näiteks suure hulga vee (nt ookeani) puhul võib seda koefitsienti leida Richardsoni seadusega, mis on reguleeritud juhusliku hälbe põhimõttest.
Turbulentsi algust saab ennustada Reynoldsi arvu abil, mis on inertsiaalse ja viskoosse jõu suhe vedelikus. See allub erinevate vedelike kiiruste tõttu suhtelisele siseliikumisele. Võime turbulentset voogu ennustada on tähtis tööriist paljudele varustustele, nagu torustikud või lennuki tiivad. Reynoldsi arvu kasutatakse hüdrodünaamika probleemide määramisel ja dünaamilise sarnasuse määramisel kahe erineva vedeliku voolu puhul, näitkes lennuki mudeli ja päris versiooni puhul.
Vedeliku voolurežiim on oluline vedeliku voolamisel tekkivate energia kadude määramisel, kuna hõõrdetakistuse tegur vedeliku voolamisel on sõltuv voolurežiimist. Vedeliku voolurežiim määratakse arvutuslikul teel, milleks leitakse nn Reynoldsi arv (Re). Reynoldsi arv on dimensioonita suurus.
Kuigi puudub teoreem, mis seoks Reynoldsi arvu turbulentse voolamisega, muutuvad suure Reynoldsi arvuga voolud üldjuhul turbulentseks ja väikese Reynoldsi arvuga voolud jäävad laminaarseks. Näiteks voolamisel silindrilises torus tähendab 4000-st suurem Reynoldsi arv väga tõenäoliselt turbulentset voolamist [viide?]. Kui Reynoldsi arv on väiksem kui 2100, on voolamine laminaarne [viide?]. Piirkonda nimetatud väärtuste vahel (2100 < Re < 4000) nimetatakse üleminekualaks. Selles piirkonnas on vedelikul samaaegselt nii laminaarse kui turbulentse voolamise tunnused.
Silindrilises torus avaldub Reynoldsi arv järgmise valemi kaudu
kus v on vedeliku voolukiirus, d on toru siseläbimõõt ning vedeliku kinemaatiline viskoossus.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.