'O ka lula a me ke kahe'ana. Nā Kū'ai Holo

'O ke a'o'ana i nā waiwai o ka holo'ana o nā wai a me nā kinoea he mea nui ia no ka'oihana a me nā lawelawe kaiāulu. Ho'opili'ia ka holo'ana o ka wai, ka'aila, ke kinoea kūikawā ma o nā pipeline o nā'ano like'ole, a pili i nā mea'ē a'e. 'O nā'ike'epekema o nā hydrodynamics e pili ana i kēia mau pilikia.

Hō'ulu'ulu

I kahi'ike'epekema, ua māhele'ia nā regime lele o nā wai a me nā kinoea i'elua mau'ano like'ole:

• Laminar (jet);
• Pākē.

E'ike i ke kūlana ho'oili. Ma ke ala,'o ka hua'ōlelo "wai" he'ano nui loa: hiki ke ho'omaopopo'ia (he wai maoli), compressible (gas), conductive, etc.

Ka'a hope

I ka makahiki 1880, hō'ike pū akula'o Mendeleyev i ka mana'o o ka noho'ana o'elua mau ka'ina o ke kahe. Ua a'o nui'o physalist a me ke akamai'o Osborne Reynolds i kēia mau mea, a ua ho'opau i ka noi'i i ka makahiki 1883. 'O ka mea mua, no ka mea, ma ke kōkua'ana o nā kumukū'ai āna i ho'okumu ai, ma ke kahe li'ili'i o ke kahe, ke ho'ololi'ia ka holo'ana o ka wai ma ke'ano laminar: ke ku'ikahi'ia nā papahele a ne'e i nā'ao'ao like'ole. Eia na'e, ma hope o ka lanakila'ana i kekahi waiwai ko'iko'i (no nā'ano like'ole he'oko'a), i kapa'ia ka helu Reynolds, ho'ololi nā regime o ka wai: e lilo ke kahawai jet i chaotic, vortex -'o ia ho'i, ka'ōwili. E like me ka mea i hō'ike'ia, e pili ana kēia mau palena i kekahi'ano kūpono i nā kinoea.

'O nā helu ma'amau o ka'epekema Pelekane ua hō'ike i ke'ano o ka hali, e like me ke'ano o ka wai, e hilina'i nui i ke'ano a me ka nui o ke kai (paipa,'ohe, capillary, etc.) kahi e holo ai. Ma nāʻohe me ka hoʻopoepoe keʻa pauku (e like hoʻohana no ka piʻiʻana puʻe hookiokio aku), kona Reynolds helu - ka haʻilula o ka pilikia moku'āina ua ho'ākāka 'ia penei: Re = 2300. I mea e wehe i ke kahe wai o ka Reynolds helu mea okoa: Re = 900. No ka liʻiliʻi aiee no Re ua kauoha, 'O ke'ano nui - ke'ake'a.

Kahe i ka lolo

'O ka ho'oka'awale'ana i ka holo'ana i ka laminar a me ka kahe kahe e ke'ano a me ke kuhikuhi o ka wai. Ke hele nei lākou i nā papa,'a'ole me ka hu'i a me ka pā'ole. I nā'ōlelo'ē a'e, e holo ma'amau ka mīkini, me ka'ae'ole o ka'ele'ele pilikia, ka alaka'i a me ka wikiwiki.

Laminar loli pele ua hana, no ka laʻana, ma ka puka moku ke koko o na mea e ola ana, na mea kanu capillaries, a ma lalo o like aku ana, ma ka pono o ka loa h ÷ ke kinowai (i wahie aila ma ka pipeline). No ka nānā'ana i ke kahawai awa, ua lawa ka hāmama i ka pahu wai - e lele mālie ka wai, me ke'ano'ole o ka hui'ana. Inā ho'ololi ka pi i ka hopena, e ho'onui'ia ke kaomi i loko o ka'ōnaehana a e lilo ka hopena i chaotic.

Kahe kahe

I ka like me ka holo'ana o ka laminar, kahi e ne'e ai nā mea laulā kokoke e like me nā ala like, hiki ke kahe o ka wai. Inā ho'ohana mākou i ka lag o Lagrange, hiki i nā alahele helehelena ke komo i waena a hana i ka mea'ole. 'O nā motika o nā wai a me nā kinoea ma lalo o kēia mau kumuhana he mau mea'ole ia, a'o nā palena o kēia mau'āina'aina'ole he laulā nui loa ia.

E like me ke kahe'ana o ke kinoea i ka holomua, hiki ke'ike'ia e kahi hi'ohi'ona o ka uahi o ka mea puhi ahi i loko o ka ea. I ka manawa mua, ne'e nā mea like me nā mea like'ole i nā hopena o ka manawa. Aia ka uahi me ka mana'ole. A laila ma kekahi wahi i ka manawa hikiwawe nui nā ho'ololi nui, e ne'e ikaika loa ana. Ho'opili kēia mau mea i nā mea li'ili'i,'o ia mau mea i nā mea li'ili'i a pēlā aku nō. I ka hopena, ua ma'alahi ka uwahi i ka'ene a puni.

Nā'ōuli o ka ululā'au

'O ka hi'ohi'ona i luna nei he puke puke ia, a ma kāna'ike'ana, ua ho'oholo'ia e nā'epekema i kēia mau hopena:

1. 'O ka lālā laminar a me ka ha'alulu he'ano kūpono maoli nō:'o ka ho'ololi'ana mai kekahi o kekahi i kekahi,'a'ole ia e loa'a ma kahi i maopopo loa i kahi, akā ma kahi kūpono.
2. 'O ka mea mua,'ike'ia nā mea kū'ai nui,'o ka nui o ka nui ma mua o ka nui o ka uwahi o ka uahi. E lilo ka motion i mea'ano'ole aisisropic. Hiki i nā kahe nui ke pale i ka palekana a me ka li'ili'i i nā mea li'ili'i a li'ili'i. No laila, ke kū nei ke'ano holo'oko'a o nā mea wai. Hiki ke ho'ololi'ia ka ikehu o ko lākou ne'e'ana mai kahi nui a ka li'ili'i, a ma ka hopena o kēia kalo e nalowale - hiki ke ho'olālā i ka ikehu ma nā pālāki li'ili'i.
3. 'O ka'ōnaehe holo kahe e'ōpopo: hiki i kekahi a me kekahi vortex ke'ike ma kahi kūpa'a'ole, kahi kūpono'ole.
4. 'O ka hui pū'ana o ka uahi me ke ea me ka no'ono'o'ole i lalo o ke aupuni laminar, ai ka wā e hakakā ai, ikaika loa.
5. Ma ke'ano he kūpono ka palena o ka palena'āina, ua kūkala ka'ōpili i nā'ano pilikino - e ho'oka'awale'ia nā ma'amau a me ka manawa.

Aia kekahi waiwai ko'iko'i o ka ululā'au:'ekolu manawa-nui. 'Oiai inā e no'ono'o kākou i ka holo ho'okahi i loko o kahi paipu a i'ole kahi papa'āina'elua,'o ka hāmole o nā ho'ololi kahe i ka holo'ana ma nā kuhikuhi o nā axis coordinate'ekolu.

'O Reynolds helu: ke kumuhana

'O ka ho'ololi'ana mai ka laminarity i ka'ōlualua e hō'ike'ia ana e ka helu ko'iko'i'o Reynolds:

_{Re Kr = (ρuL / μ)} Kr,

Kahi o ka pρ ka paila, o ka u i ka holo pololei; L - kahe ano nui, μ - ke kaʻi lau waiwai o hōʻeuʻeu (viscosity), Kr - no ma ka Tube me ka hoʻopoepoe keʻa pauku.

No ka laʻana, no ka pele me ka māmā holo? U ma ka paipu L ua hoʻohana 'ia e like me ka paipu anawaena. Osborne Reynolds hoike ia ma keia hihia, 2300 Kr <20000, ke hoolaha aku ka nui loa, kokoke i ka mea o ka nui.

Loa'a kekahi hopena like'ole ma ka papa'āina ma luna o ka pā. Ke ano nui ua ia e like me ka mamao mai ka mua kae o ka pā, a laila, 3 × ¹⁰ May Kr <4 × ¹⁰ April. Inā L ua hoakakaia ma ka mānoanoa o ka mokuna, ahu iho, i ka 2700 Kr <9000. Aia mau mana haʻawina i i hoike i ka waiwai o Re _Kr paha e hiki oi aku.

'O ka mana'o o ka wikiwiki pale

'O ka laminar a me ke kahe'ana o ka wai, a no laila ke kumu nui o ka helu Reynolds (Re), ma muli o ka nui o nā kumu: ka pihi kaomi, ke ki'eki'e o nā wili'ele'ele, ka mīkini i ka puka o waho, ka mea wela, a pēlā aku. , No ka mea, he hopena ko lākou i ka holo kahe. Inā he'u'uku kēia pilikia, hiki ke ho'opau'ia e nā mana viscous e mālama ana i ka ho'ohālike i ka māmā holo. No ka nui o nā haunaele, hiki ke holo ke kūpa'a, a pi'i ka pale.

Ma ka ho'omaopopo'ana o ka mana maoli o ka helu Reynolds ka lakio o nā mana inertial a me nā kaha o ka viscosity,'o ke kue o nā kahe e pili ana i ke kumuhana:

Re = ρuL / μ = ρu ² / (μ × (one / L )).

Ma ka ho'ohelu, he ho'ouka'elua ke po'o, a ma ka mahele, aia ka nui o ka papa hana o ka ho'onāukiuki, inā e lawe'ia ka mānoanoa o ka pae'āina i L. Hōʻeuʻeu puʻe mālama, e luku aku i ke koena a me ka kū'ē kaua kū'ē i kēia. Eia naʻe, ia mea unclear ke kumu o nā koa o ka 'oni' ana (a me ka māmā holo puʻe) e alakai i ka loli wale ia ka mea e 1000 manawa hou ÷ koa.

Nā helu a me nā mea

Paha, oi pono ai e hoʻohana i ke ano mämä holo Re _Kr ole loa pele māmā holo u, a me ka māmā holo perturbation. Ma kēia'ano,'o ka helu ko'iko'i Reynolds e lilo i ka papa o 10,'o ia ho'i, inā'oi aku ke ki'eki'e o ka wikiwiki i nā mea ko'iko'i ma ka helu 5, hiki ke kahe i ka laminar o ka wai i loko o ka'ōwili. 'O kēia wehewehe'ana i ka mana'o o kekahi po'e'epekema e wehewehe pono i nā mea i hō'oia'ike'ia.

No ka ponoʻaʻahu māmā holo holoʻokoʻa ma o ka pono Kaulu ua mea maʻa mau manao ma ka helu Re _Kr mālama i ka infinity,ʻo ia hoʻi, ka hoʻololi maoli ia lŘlŘ e turbulence. Akā,'o ka helu Reynolds, i ho'oholo'ia e ka nui o ke kahe wikiwiki, ua emi mai ka mea nui,'o ia he 10.

Ma ke alo o kaʻimi hoʻopunipuni turbulence, ma o na la pakī ana like me ke kumu o ana, ke kahe i māpuna i nui haʻahaʻa Reynolds helu mua o Re _Kr, nānā 'ia mai nā aliʻi e kāpae cia o ka māmā. Ua apono 'i ka hoʻohana' ana i ke kaʻi lau waiwai Re _Kr = 10, ma ke ano māmā holo o nā aliʻi e kāpae waiwai o ka māmā holo perturbation, kena ae la ia e ka luna kumu.

'O ke kūlana o ka holo'ana o ka laminar i ka pūnaewele

'O ke kahe o ka luminar a me ka holo kahe e like me nā'ano wai a me nā kinoea ma nā'ano like'ole. Ma ke'ano, he mau'ano kahe a me nā'ano ma'amau nā lālā laminar, e like me ka laulā, no ka li'ili'i o ka lepo ma lalo o nā kūlana ha'aha'a. 'Oi aku ka nui o kēia ka'ina e hopohopo nei i nā mea'epekema i ka pō'aiapili o nā ho'ohana pono no ka lawe'ana i ka wai, ka'aila, ka'aila a me nā mea'enehana'ē a'e ma o nā pipeline.

'O ke kūlana o ke kahe'ana o ka laminar he pili pili loa ia me ka ho'okolokolo'ana o ka holo'ana o ke kahe nui. Ho'opa'a'ia ua ho'okau'ia i ka hana o nā pōpilikia i kapa'ia. Ma muli o ke'ano o ka ulu a ulu'ana paha i ka manawa, ua'ike'ia ka mea nui a pa'a'ole.

Kahe o nā wai kūpono a me nā wai'ole

'O kekahi o nā mea e pili ana i ka laminar a me ka holo'ana o ka wai ka mea e ma'a ai. 'O kēia waiwai o ka wai he mea nui loa i ka a'o'ana i ka ho'omau o nā hana hana'ole me ka loli wikiwiki o ka holo'ana.

Hō'ike nā ha'awina i ka holo'ana o ka wai laminar o ka wai i hiki'ole ke ho'omaopopo'ia i loko o nā'ōmole cylindrical i nā li'ili'i axisymmetric a me nā axisymmetric i ka manawa a me kahi.

I kēia mau lā, ua ho'okō'ia nā ho'ohālikelike i ka hopena o nā pilikia āpau axisymmetric ma ka ho'omau pono o ka holo'ana ma ka'ao'ao'āpana o kahi'ōmole cylindrical, kahi e ho'oholo ai ke kahe nui ma luna o'elua mau ku'ina. 'O ka laulima ma ka piko o ka pūpili ke nānā'ia he'ano ho'ohālike kahi e hilina'i ai ka māmā holo i ka hela o ka paipona lele.

Ka Hopena

Me nā kenekulia o ka noi'ana,'a'ole hiki ke'ōlelo'ia ua nānā pono'ia nā laminar a me nā kahe. 'Imi i nā noi'i ho'okolohua ma ka'eneke'ōkuhi i nā nīnau hou e koi ai i ka no'ono'o pono. 'O ke'ano o ka'imi noi'i'ana no ka ho'ohana pono'ana: ua kau'ia nā mano hekili o ka wai, ka'aila, ka gas, a me nā pipeline huahana ma ka honua. 'O ka'oihana'oihana'ē a'e no ka hō'emi i ka palekana i ka wā o ka halihali'ana,'oi aku ka maika'i.