Lamináris áramlás

A lamináris kifejezést a folyadékok és gázok mechanikája használja, az áramló közeg belső mozgásának leírására. Latin eredetű szó, szó szerinti jelentése: réteges. Azt jelenti, hogy az áramlásban nincsenek örvények.

Az áramlás jellemzői

Az áramló közegeket jellemzi a közeg sebessége, és az adott keresztmetszeten időegység alatt átáramló mennyiség. Ideális esetben, ha nem számolunk a közeg belső súrlódásával és a környezettel létrejött kölcsönhatással (például súrlódás a csőfallal), akkor az áramlást homogénnek tekintjük, feltételezzük, hogy a folyadék vagy gáz minden részecskéje azonos sebességgel mozog. Ez a valóságban nem így van, a csőfalnál a részecskék sebessége végtelenül kicsinek tekinthető a súrlódási viszonyok miatt, az áramlás belsejében pedig az áramló közeg jellemzőitől, az áramlási sebességtől, az áramlási keresztmetszet méretétől és alakjától függ.

Laminárisnak nevezzük az áramlást, ha a közeg rétegesen áramlik, mintha végtelen számú koncentrikus cső mozogna, tehát a részecskék mozgási iránya az áramlással párhuzamos, annak az áramlás irányára merőleges összetevője nincs, de a különböző rétegek sebessége az áramlás határához mért távolságtól függően különböző lehet.

Ellentéte a turbulens áramlás.

A Reynolds-szám

Osborne Reynolds 1883-ban festéssel vizsgálta a víz áramlását, és megállapította, hogy csak egy bizonyos sebesség fölött jönnek létre örvények a vezetékben. Az áramlások hasonlóságának mérőszámaként vezette be a Reynolds-számot, ami segít megítélni azt is, hogy a szóban forgó áramlás lamináris-e. Számítása:

${\displaystyle {\mathrm {Re} }={{v\cdot de} \over {\nu }}={\frac {v\cdot de\cdot \rho }{\mu }}}$,

ahol v az áramlás karakterisztikus sebessége, de a cső egyenátmérője, ν a kinematikus viszkozitás, μ a dinamikus viszkozitás és ρ az áramló folyadék sűrűsége.

Egy empirikusan meghatározható kritikus ${\displaystyle \mathrm {Re_{krit}} }$ számtól a lamináris áramlás instabillá válik a zavaró hatásokkal szemben. Ez az érték csőben áramló folyadék esetén:

${\displaystyle \mathrm {Re_{krit}} ={\frac {v_{\rm {m}}\cdot d}{\nu }}\approx 2320}$

ahol v_m az áramlás átlagsebessége, és d a vezeték átmérője.

Sík felület fölötti áramlás esetén a kritikus Reynolds-szám:

${\displaystyle \mathrm {Re_{krit}} ={{v_{0}\cdot x} \over {\nu }}\approx 10^{5}}$.

Itt x a lemez hossza, és v₀ a zavarás nélküli áramlás sebessége.

Kapcsolódó szócikkek

• Áramlástan