В гидродинамике, ламинарный поток характеризуется частицами жидкости, следующими за гладкими пути в слоях, причем каждый слой плавно перемещается мимо соседних слоев с небольшим перемешиванием или без него. При низких скоростях жидкость имеет тенденцию течь без бокового перемешивания, и соседние слои скользят друг мимо друга, как игральные карты . Нет ни поперечных токов, перпендикулярных направлению потока, ни вихрей, ни завихрений жидкости. В ламинарном потоке частицы жидкости движутся очень упорядоченно, при этом частицы, близкие к твердой поверхности, движутся по прямым линиям, параллельным этой поверхности. Ламинарный поток - это режим потока, характеризующийся диффузией с высоким импульсом и низким импульсом конвекцией.
Когда жидкость течет через закрытый канал, такой как труба, или между двумя плоскими пластинами, любого из двух типов. потока может происходить в зависимости от скорости и вязкости жидкости: ламинарный поток или турбулентный поток. Ламинарный поток возникает при более низких скоростях, ниже порогового значения, при котором поток становится турбулентным. Скорость определяется безразмерным параметром, характеризующим поток, называемым числом Рейнольдса, которое также зависит от вязкости и плотности жидкости и размеров канала. Турбулентный поток - это менее упорядоченный режим потока, который характеризуется завихрениями или небольшими пакетами частиц жидкости, которые приводят к боковому перемешиванию. Говоря ненаучными терминами, ламинарный поток гладкий, а турбулентный - грубый.
Тип потока, возникающий в жидкости в канале, важен в задачах гидродинамики и впоследствии влияет на тепло и массообмен в жидкостных системах. безразмерный число Рейнольдса является важным параметром в уравнениях, которые описывают, приводят ли полностью развитые условия потока к ламинарному или турбулентному потоку. Число Рейнольдса - это отношение силы инерции к поперечной силе жидкости: насколько быстро жидкость движется относительно того, насколько вязкой она является, независимо от шкалы жидкостной системы. Ламинарный поток обычно возникает, когда жидкость движется медленно или жидкость очень вязкая. По мере увеличения числа Рейнольдса, например, при увеличении скорости потока жидкости, поток будет переходить от ламинарного к турбулентному потоку в определенном диапазоне чисел Рейнольдса, диапазон ламинарно-турбулентного перехода в зависимости от небольшого возмущения. уровни жидкости или дефекты в проточной системе. Если число Рейнольдса очень мало, намного меньше 1, тогда жидкость будет демонстрировать стоксов, или ползущий поток, когда силы вязкости жидкости преобладают над силами инерции.
Конкретный расчет числа Рейнольдса и значений, при которых возникает ламинарный поток, будет зависеть от геометрии системы потока и характера потока. Типичный пример - поток через трубу, где число Рейнольдса определяется как
где:
Для таких систем ламинарный поток возникает, когда число Рейнольдса ниже критического значения примерно 2040, хотя диапазон перехода обычно составляет от 1800 до 2100.
Для жидкостных систем, находящихся на внешнем поверхности, например, обтекающие объекты, взвешенные в жидкости d, другие определения чисел Рейнольдса могут использоваться для прогнозирования типа обтекания объекта. Число Рейнольдса Re p частицы может использоваться, например, для частицы, взвешенной в текущих жидкостях. Как и поток в трубах, ламинарный поток обычно возникает при более низких числах Рейнольдса, в то время как турбулентный поток и связанные с ним явления, такие как выпадение вихрей, возникают при более высоких числах Рейнольдса.
Ламинарный поток воздуха используется для разделения объемов воздуха или предотвращения попадания переносимых по воздуху загрязняющих веществ в зону. Ламинарные вытяжные шкафы используются для исключения загрязнений из чувствительных процессов в науке, электронике и медицине. Воздушные завесы часто используются в коммерческих помещениях для предотвращения прохождения нагретого или охлажденного воздуха через дверные проемы. реактор с ламинарным потоком (LFR) - это реактор , в котором используется ламинарный поток для изучения химических реакций и механизмов процесса.
Найдите laminar в Wiktionary, бесплатном словаре. |