Flusso laminare vs flusso turbolento
La fluidodinamica è una parte importante della fisica classica e le applicazioni vanno dall'irrigazione alla fisiologia umana. Ha importanti contributi ingegneristici nei settori aerospaziale, marino, dell'irrigazione, dell'idraulica e di molte altre discipline.
Il flusso del fluido varia da uno stato all' altro e, per facilità di analisi, il flusso è classificato in diversi regimi in cui le proprietà del fluido come velocità, pressione, densità e viscosità caratterizzano ciascun regime. Flusso turbolento e laminare sono le due classi principali di regimi di flusso.
Cos'è il flusso laminare?
Quando le particelle di fluido scorrono senza intersecare i percorsi l'una dell' altra e la velocità della particella è sempre tangente al percorso della particella, si dice che il flusso è lineare. Quando si verifica il flusso lineare, gli strati di particelle fluide tendono a scivolare sulla particella adiacente senza disturbare il movimento degli altri, e ciò si verifica in strati o lamine di flusso di fluido. Tale flusso è noto come flusso laminare. Il flusso laminare o il flusso lineare si verifica quando la velocità del fluido è relativamente bassa.
Nel flusso laminare, lo strato a contatto con una superficie stazionaria ha velocità nulla e, nella direzione perpendicolare alla superficie, la velocità degli strati tende ad aumentare. Inoltre, la velocità, la pressione, la densità e altre proprietà fluidodinamiche rimangono invariate in ogni punto dello spazio del flusso.
Il numero di Reynolds indica quanto bene un fluido possa subire un flusso laminare. Quando il numero di Reynolds è basso, il flusso tende ad essere laminare e le forze viscose sono la forma dominante di interazione tra gli strati. Quando il numero di Reynolds è alto, il flusso tende ad essere turbolento e le forze d'inerzia sono la forma dominante di interazione tra gli strati.
Cos'è il flusso turbolento?
Quando le proprietà del fluido in un flusso variano rapidamente nel tempo, ovvero quando le variazioni di velocità, pressione, densità e altre proprietà del flusso mostrano variazioni casuali e arbitrarie, il flusso è noto come flusso turbolento.
Il flusso del fluido all'interno di un tubo cilindrico uniforme con una lunghezza finita, noto anche come flusso di Poiseuille, avrà turbolenza nel flusso quando il numero di Reynolds raggiunge il numero critico 2040. Tuttavia, generalmente, il flusso potrebbe non essere esplicitamente essere turbolento quando il numero di Reynolds è superiore a 10000.
Un flusso turbolento è caratterizzato dalla sua natura casuale, diffusività e vorticità. Il flusso contiene vortici, correnti incrociate e vortici.
Qual è la differenza tra flusso laminare e turbolento?
• Nel flusso laminare, il flusso si verifica a basse velocità e basso numero di Reynolds, mentre il flusso turbolento si verifica ad alte velocità e alto numero di Reynolds.
• Nel flusso laminare, il percorso delle linee del fluido è regolare e snello dove non vi è alcun disturbo laterale dei percorsi del fluido e il fluido scorre a strati. Nel flusso turbolento, lo schema del flusso è irregolare e caotico, dove si verificano vortici, vortici e correnti incrociate.
• Nel flusso laminare, le proprietà del fluido in un punto nello spazio rimangono costanti nel tempo mentre, nel flusso turbolento, le proprietà del fluido in un punto sono stocastiche.
