Die verschiedenen Arten von Flüssigkeitsströmung

In der Physik hat Fluidstrom alle Arten von Aspekten - stehend oder unsicher, komprimierbar oder inkompressible, viskose oder nicht viskos und Dreh- oder irrotational, um nur einige zu nennen. Einige dieser Eigenschaften reflektieren Eigenschaften der Flüssigkeit selbst und andere darauf konzentrieren, wie die Flüssigkeit bewegt.

Beachten Sie, dass Fluidfluss kann sehr komplex werden, wenn es turbulent wird. Die Physiker haben keine elegante Gleichungen entwickelt Turbulenz zu beschreiben, weil, wie Turbulenz arbeitet auf dem einzelnen System hängt - egal ob Sie Wasser Kaskadierung durch ein Rohr oder Luftströmung aus einer Jet-Engine haben. Normalerweise müssen Sie auf Computer zurückgreifen, um Probleme behandeln, die Fluidturbulenz beinhalten.

Flüssig Gleichmäßigkeit: Festigen oder instationären Strömung

Der Fluidstrom kann stetig oder unsicher sein, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Flüssigkeit:

• Stetig. Im stationären Fluidstrom, die Geschwindigkeit des Fluids an jedem Punkt konstant ist.

• Unruhige. Wenn der Fluss unsicher ist, kann die Flüssigkeit die Geschwindigkeit zwischen zwei beliebigen Punkten unterscheiden.

Zum Beispiel: Angenommen, Sie an der Seite eines Flusses sitzen und beachten Sie, dass der Wasserfluss ist nicht stabil: Sie sehen Verwirbelungen und Rückspül-und alle Arten von wirbelnden. Stellen Sie sich vor Geschwindigkeitsvektoren für hundert Punkte im Wasser, und Sie ein gutes Bild von instationären Strömung bekommen - die Geschwindigkeitsvektoren sein können überall auf der Karte zeigen, obwohl die Geschwindigkeitsvektoren im Allgemeinen den Stream der gesamten durchschnittlichen Strömung folgen.

Flüssig Quetschbarkeit: Compressible oder inkompressiblen Strömung

Der Fluidstrom kann sein komprimierbar oder inkompressibel ist, je nachdem, ob Sie die Flüssigkeit leicht komprimieren kann. Flüssigkeiten sind in der Regel fast unmöglich zu komprimieren, während Gase (auch eine Flüssigkeit betrachtet) sind sehr kompressibel.

Ein hydraulisches System funktioniert nur, weil Flüssigkeiten inkompressibel sind - das heißt, wenn man den Druck in einer Stelle in dem Hydrauliksystem zu erhöhen, steigt der Druck im ganzen System überall übereinstimmen. Gase, auf der anderen Seite, sind sehr komprimierbar - auch wenn Ihr Fahrrad-Reifen an ihre Grenzen gedehnt wird, können Sie noch mehr Luft hinein pumpen, indem Sie auf den Kolben nach unten drücken und quetschen in.

Flüssigkeits Dicke: zähflüssig oder nicht viskos fließen

Der Flüssigkeitsstrom kann sein viskos oder nicht viskos. Viskosität ist ein Maß für die Dicke eines Fluids und sehr gloppy Flüssigkeiten wie Motoröl oder Shampoo heißen viskosen Flüssigkeiten.

Viskosität ist tatsächlich ein Maß für die Reibung in der Flüssigkeit. Wenn ein Fluid strömt, wobei die Fluidschichten aneinander reiben, und in sehr viskosen Flüssigkeiten ist die Reibung so groß, dass die Schichten des Strömungs Pull gegen einen anderen und diesen Fluss zu behindern.

Viskosität variiert üblicherweise mit der Temperatur, da, wenn die Moleküle eines Fluids bewegen sich schneller (wenn das Fluid wärmer ist), können die Moleküle leichter übereinander gleiten. Also, wenn Sie Pfannkuchensirup, zum Beispiel gießen, können Sie feststellen, dass es in der Flasche sehr dick ist, aber der Sirup wird ziemlich flüssig, wenn es über die warmen Pfannkuchen verteilt und erwärmt.

Flüssigkeits Spinnen: Rotations oder wirbelfreie Strömung

Der Fluidstrom kann sein Dreh oder irrotational. Wenn, wie Sie in einem geschlossenen Kreislauf reisen, Sie alle Komponenten der Fluidgeschwindigkeitsvektoren auf Ihrem Weg und das Endergebnis addieren sich nicht Null ist, dann wird die Strömungsrotations ist.

Um zu testen, ob ein Fluss eine Rotationskomponente hat, können Sie einen kleinen Gegenstand in den Fluss gesetzt und lassen die Strömung es tragen. Wenn das kleine Objekt dreht, wird Rotations- die Strömung, wenn das Objekt nicht dreht, der Fluss irrotational ist.

Zum Beispiel, Blick auf das Wasser in einem Bach fließt. Es Wirbel um Steine, um Hindernisse herum kräuselt. An solchen Stellen weist die Wasserströmung eine Rotationskomponente.

Einige Flüsse, die Sie vielleicht denken Dreh sind tatsächlich irrotational. Zum Beispiel weg von der Mitte, ist ein Wirbel eigentlich eine wirbelfreie Strömung! Man kann das sehen, wenn man sich das Wasser aus der Badewanne Entwässerung aussehen. Wenn Sie ein kleines schwimmendes Objekt in der Strömung schalten, um den Stecker Loch geht, aber es dreht sich nicht um itself- deshalb ist die Strömung irrotational.

Auf der anderen Seite, fließt die keine scheinbare Rotation aufweisen kann tatsächlich Dreh sein. Nehmen Sie eine Scherströmung, zum Beispiel. In einem Scherströmung, das gesamte Fluid in der gleichen Richtung bewegt, aber die Flüssigkeit schneller auf einer Seite bewegt. Angenommen, die Flüssigkeit bewegt sich schneller auf der linken als auf der rechten. Die Flüssigkeit bewegt sich nicht in einem Kreis, aber wenn Sie ein kleines schwimmendes Objekt in dieser Strömung zu platzieren, die Strömung auf der linken Seite des Objekts ist etwas schneller, so dass das Objekt zu drehen beginnt. Die Strömung ist Dreh.