Bilim sohasi

2.5-§. LAMINAR VA TURBULENT OQIMLAR. REYNOLDS SONI

Suyuqliklarning yuqorida ko‘rib o‘tilgan oqimi qatlamli yoki laminar oqimdir. Qovushoq suyuqlikning oqish tezligi oshirilsa, truba ko‘ndalang kesimi yuzi bo‘yicha bosim turlicha bo‘lgani sababli uyurma hosil bo‘la boshlaydi, bunda oqim uyurmali yoki turbulent bo‘lib qoladi. Turbulent oqimda zarrachalar tezligi turli joyda turlicha bo‘lib, uzluksiz va xaotik o‘zgarib turadi, harakat esa nostatsionar bo‘ladi.

Suyuqliklarning truba bo‘ylab oqishi suyuqlikning xossalariga, uning oqish tezligiga, trubalarning o‘lchamiga bog‘liq bo‘lib, Reynolds soni bilan aniqlanadi:

Bu erda ρ_s-suyuqlikning zichligi; D-trubaning diametri.

Agar Reynolds soni biror kritik qiymatdan katta bo‘lsa (Re>Re_kr) unda suyuqlik harakati turbulent bo‘ladi. Masalan, silliq devorli silindrik trubalarda Re_kr2300

2.8-rasm. Laminar va turbulent oqimlarni sxematik tasvirlanishi.
Reynolds soni suyuqlikning qovushoqligiga va zichligiga bog‘liq bo‘lgani sababli ularning kinematik qovushoqlik deb ataladigan nisbatlarini kiritish qulaydir: v= /_s
ButushunchadanfoydalanganholdaReyngoldssoniniquyidagiko‘rinishdaifodalashmumkin:
Re=ϑD/ν (2.17)
Kinematik qovushoqlik birligi sekundiga kvadrat metr (m²/s) SGS sistemasida Stoks (St); ular orasidagi bog‘lanish:1St=10^-4m²/s
Suyuqlik yoki gazlar oquvchanligiga ichki ishqalanish kuchlarining ta’sir xarakterini kinematik qovushoqlik dinamik qovushoqlikka nisbatan to‘laroq hisobga oladi. Masalan, suvning qovushoqligi havonikidan taxminan 100 marta katta, lekin suvning kinematik qovushoqligi havonikidan 10 marta kichik, shu sababli qovushoqlik havoning oqimiga suvga qaraganda ko‘proq ta’sir ko‘rsatar ekan.
(2.17) dan ko‘rinadiki, suyuqlik yoki gazning oquvchanligi ahamiyatga olarli darajada trubalarning o‘lchamiga bog‘liq. Keng trubalarda uncha katta bo‘lmagan tezliklarda ham turbulent oqim yuz berishi mumkin. Masalan, 16⁰C haroratda diametri 2mm bo‘lgan trubada suvning oqish tezligi 127sm/s.dan ortiqroq bo‘lganda,2 sm. Diametrli trubada esa tezlik taxminan 12 sm/s. bo‘lgandayoq turbulent oqim vujudga keladi. Bunday o‘lchamli trubalarda qonning oqishi tezligi 50sm/s. bo‘lgandayoq turbulent oqim yuz berishi lozim edi, lekin amalda 2sm diametrli trubada turbulent oqim ancha kichik tezliklardayoq yuz beradi.
Arteriyalarda qon oqishi normal holda laminar oqim bo‘lib, klapanlar yaqinida esa biroz turbulent oqim vujudga keladi. Patologiyada qonning qovushoqligi normadan kichik bo‘lganda Reynolds soni kritik qiymatidan oshib ketadi va harakat turbulent bo‘lib qoladi.
Turbulent oqim suyuqlikning oqishida qo‘shimcha energiya sarf bo‘lishiga olib keladi, qonning bunday oqishida esa yurakning qo‘shimcha ish bajarishga olib keladi. Qonning turbulent oqim paytida hosil bo‘lgan shovqin esa kasalliklarni diagnostika qilish maqsadlarida ishlatilishi mumkin. Bunday shovqinlar yelka arteriyalari qon bosimini o‘lchab ko‘rishda eshitiladi. Havoning burun bo‘shlig‘ida normadagi oqim laminar bo‘ladi. Lekin yallig’lanish yoki normadan qandaydir boshqa chetlanishlar yuz berganida havoning oqimi turbulent bo‘lib, nafas olish sistemasi muskullarining qo‘shimcha ish bajarishiga olib keladi.
Reynolds soni o‘xshashlik kriteriyidir. Gidro va aerodinamik sistemalarning, xususan, qon aylanish sistemalarini modellashtirishda Reynolds soni model uchun ham asl nusxanikidek bo‘lishi shart, aks holda ular orasida moslik bo‘lmaydi. Bu suyuqlik yoki gazlarning o‘zida harakat qilayotgan jism atrofini aylanib o‘tishini modellashtirishga ham taalluqlidir. (2.17) tenglamadan ko‘rinib turibdiki, model o‘lchamlarining asl nusxa o‘lchamlariga nibatan kamaytirilishi, gaz yoki suyuqlik modeli oqim tezligini oshirish yoki kinematik qovushoqligini kamaytirish bilan kompensatsiyalanishi lozim.