流体力学では、液体がカオスや揺らぎや混合を伴う流れを乱流と呼びます。それは層流と平行にあり、流体の層が中断することなくスムーズに移動します。乱流では、流体は圧力と速度の変化による乱れを受けます。乱流では、流体は流線ではなく、ランダムな破壊的な流れです。乱流に関する計算は非常に複雑です。
乱流の例
次のイベントで乱流を観察できます:
- 航空機の周りの風の動き
- 溶岩流
- ポンプとタービンを通る流れ
- 空気または水の渦
- うねる嵐雲
- 煙
- ファン/エアコンからの空気
乱流は、レイノルズ数を使用して感じて測定できます。ジョージ ストークスは 1851 年にレイノルズ数の概念を作り出しました。レイノルズ数は、多数の流体のさまざまな流れパターンを予測するのに役立つ情報源であると考えられています。これは、慣性力と粘性力の比率で表されます。レイノルズ数が小さいほど層流となり、レイノルズ数が大きくなると乱流になります。
レイノルズ数は、以下の計算に役立つため、科学の分野で非常に有名な概念です:
- パイプを流れる水
- バルブ内の空気
レイノルズ数の式は次のように書けます:Re=vD
どこで、
=流体の密度
v =流体の速度
μ =流体の粘度
D =流体の直径。
Re のさまざまな値に基づいて、次のことが推測できます。
<オール>乱気流の例
以下は、現実の出来事における乱気流を表しています:
- タバコから立ち上る煙。煙は最初の数センチメートルは層流の特徴を示しますが、上昇すると乱流に変わります。
- ゴルフ ボールの上を流れる。
- 通常、飛行機の離陸時に晴天の乱気流が発生します。
- 海洋および混合大気の層と、強い海流。
- 心臓病時の動脈を通る血流
- 川の流れが穏やかな間、足の周りで水が柔らかく動くように、水に突き刺さります。
層流と乱流
層流と乱流の違いは、次のように理解できます。
| S.no | 層流 | 乱流 |
| 1. | この流体の流れでは、流体層は平行に移動し、互いに出会うことはなく、互いに交差しない傾向はありません。 | この流体の流れでは、流体層は互いに交差する傾向があり、互いに平行に移動することはなく、ある点で出会う場合があります。 |
| 2. | この流れは、低速で流れる流体で明らかです。 | この流れは、高速で流れる流体で明らかです。 |
| 3. | 層流は、流体が低速で流れる小径パイプで発生します。 | 乱流は、流体が高速で流れる大口径パイプで発生します。 |
| 4. | 計算されたレイノルズ数 (Re) が 2000 以下の場合、流体の流れは層流です。 | 計算されたレイノルズ数が 4000 以上の場合、流体の流れは乱流です。 |
| 5. | 層流における応力の量は、流体の粘度にあります。 | 乱流における応力の量は、流体の密度に依存します。 |
| 6. | 流体の流れは順番に流れます。つまり、流体の側層の混合や会合はなく、互いに平行に移動し続けます。 | 流体の流れは順不同で実行されます。つまり、ある時点で側層が混ざり合い、互いに平行に移動しません。 |
層流と乱流の境界層
境界層は、層流と乱流の両方として定義されます。層流境界層は、流れが異なる層にある場合、つまり、層が滑らかに移動し、側面の層を滑る場合に参照されます。一方、乱流境界層は、層の流れが混合し続ける層として推測されます。
乱気流の始まり?
レイノルズ数は、乱気流の開始を容易に予測できます。これは、多数の流体のさまざまな流れパターンを予測するのに役立つ情報源であると考えられています。これは、慣性力と粘性力の比率で表されます。レイノルズ数が小さいほど層流となり、レイノルズ数が大きくなると乱流になります。
結論
以上の理論から、流れには層流と乱流の2種類があることがわかりました。乱流とは、液体が混沌と揺らぎや混合を起こす流れです。それは層流と平行にあり、流体の層が中断することなくスムーズに移動します。日常生活で経験する実例で流れを理解しました。 2 つのフローの違いにより、より明確になりました。また、2 つの流れがレイノルズ数の一部であり、流体内の層流と乱流を計算するための実際の式についても理解しました。
