التدفق الصفحي مقابل التدفق المضطرب
ديناميكيات السوائل هي جزء مهم من الفيزياء الكلاسيكية ، وتعمل التطبيقات من الري إلى فسيولوجيا الإنسان. لها مساهمات هندسية كبيرة في مجالات الطيران والبحرية والري والهيدروليكي والعديد من التخصصات الأخرى.
يختلف تدفق السوائل من حالة إلى أخرى ، ولسهولة التحليل ، يتم تصنيف التدفق إلى أنظمة مختلفة حيث خصائص السوائل مثل السرعة والضغط والكثافة واللزوجة تميز كل نظام. المضطرب والتدفق الرقائقي هما الفئتان الرئيسيتان لأنظمة التدفق
ما هو التدفق الصفحي؟
عندما تتدفق جزيئات السائل دون تقاطع مسارات بعضها البعض وتكون سرعة الجسيم دائمًا مماسة لمسار الجسيم ، يقال إن التدفق يكون انسيابيًا. عندما يحدث التدفق الانسيابي ، تميل طبقات جزيئات السوائل إلى الانزلاق فوق الجسيم المجاور دون الإخلال بحركة الآخرين ، وهذا يحدث في طبقات أو شرائح تدفق السوائل. يُعرف هذا التدفق باسم التدفق الصفحي. يحدث التدفق الصفحي أو التدفق الانسيابي عندما تكون سرعة السائل منخفضة نسبيًا.
في التدفق الصفحي ، الطبقة التي تلامس سطحًا ثابتًا لها سرعة صفرية ، وفي الاتجاه العمودي للسطح ، تميل سرعة الطبقات إلى الزيادة. أيضًا ، تظل السرعة والضغط والكثافة والخصائص الديناميكية للسوائل الأخرى دون تغيير في كل نقطة في فضاء التدفق.
رقم رينولدز هو مؤشر على مدى جودة السائل الذي يمكن أن يخضع للتدفق الرقائقي. عندما يكون رقم رينولدز منخفضًا ، يميل التدفق إلى أن يكون رقائقيًا ، وتكون القوى اللزجة هي الشكل السائد للتفاعل بين الطبقات.عندما يكون رقم رينولدز مرتفعًا ، يميل التدفق إلى أن يكون مضطربًا ، وتكون قوى القصور الذاتي هي الشكل السائد للتفاعل بين الطبقات.
ما هو التدفق المضطرب؟
عندما تختلف خصائص المائع في التدفق بسرعة مع مرور الوقت ، أي عندما تُظهر التغييرات في السرعة والضغط والكثافة وخصائص التدفق الأخرى تغيرات عشوائية وتعسفية ، يُعرف التدفق باسم التدفق المضطرب.
تدفق السوائل داخل أنبوب أسطواني منتظم بطول محدد ، والمعروف أيضًا باسم تدفق Poiseuille ، سيكون له اضطراب في التدفق عندما يصل رقم رينولدز إلى الرقم الحرج 2040. ومع ذلك ، بشكل عام ، قد لا يكون التدفق صريحًا كن مضطربًا عندما يكون رقم رينولدز أكثر من 10000.
يتميز التدفق المضطرب بطبيعته العشوائية وانتشاره ودوارته. يحتوي التدفق على دوامات وتيارات متقاطعة ودوامات.
ما الفرق بين التدفق الصفحي والتدفق المضطرب؟
• في التدفق الصفحي ، يحدث التدفق بسرعات منخفضة وعدد رينولدز منخفض ، بينما يحدث التدفق المضطرب بسرعات عالية ورقم رينولد مرتفع.
• في التدفق الصفحي ، يكون مسار خطوط الموائع منتظمًا وانسيابيًا حيث لا يوجد اضطراب جانبي لمسارات السوائل ويتدفق السائل في طبقات. في التدفق المضطرب ، يكون نمط التدفق غير منتظم وفوضوي ، حيث تحدث الدوامات ، والدوامات ، والتيارات المتقاطعة.
• في التدفق الصفحي ، تظل خصائص المائع عند نقطة في الفضاء ثابتة مع مرور الوقت ، بينما في التدفق المضطرب ، تكون خصائص السوائل عند نقطة ما عشوائية.
