Gidravlikaning o’rganish sohasi va tarixi suyuqliklarning modellari haqida

6.1. Suyuqlik harakatining ikki tartibi. Reynolds kritik soni.

Ko’p hollarda quvurlardagi suyuqlik tekis harakatda bo’ladi, ya’ni tezlik oqim yo’nalishi bo’yicha o’zgarmaydi. Bu holda harakatning qanday bo’lishiga, asosan, ichki ishqalanish kuchi ta’sir qiladi. Bu holda uning ikki kesimidagi bosimlar farqi ishqalanish kuchining va geometrik balandliklar farqining katta yoki kichikligiga bog’liq bo’ladi. Bu kuchlarning ta’sirida quvurlardagi harakat tezligi har xil bo’lishi mumkin. Tezlikning katta kichikligiga qarab suyuqlik zarrachalari batartib yoki betartib harakat qiladi. Bu harakatlar, odatda, asosan ikki tartibli harakatga ajratiladi: Laminar va turbulent.

Laminar harakat vaqtida suyuqlik zarrachalari qavat-qavat bo’lib joylashadi va ular bir qavatdan ikkinchi qavatga o’tmaydi. Boshqacha aytganda, suyuqlik zarrachalari oqimlar harakatiga ko’ndalang yo’nalishda harakatlanmaydi.
Laminar harakatni tajribada kuzatish uchun suyuqlik oqayotgan shisha Quvurning boshlang’ich kesimiga shisha naycha orqali rangli suyuqlik keltirib qo’shib yuborsak, rang suyuqlikda aralashmasdan to’g’ri chiziq bo’yicha oqim ko’rinishida ketadi (6.1-rasm, a).
Agar suyuqlikning tezligini oshirib borsak, harakat tartibi o’zgarib boradi. Tezlik ma’lum bir chegaradan o’tganidan keyin, zarrachalar kinetik energiyasi ko’payib ketishi natijasida, ular ko’ndalang yo’nalishda ham harakat qila boshlaydi. Natijada zarrachalar o’zi harakat qilayotgan qavatdan qo’shni qavatga o’tib, energiyasining bir qismini yo’qotib, o’z qavatiga kaytib keladi. Oqim tezligi juda oshib ketsa, zarrachalar bir qavatdan ikkinchi qavatga tez o’ta boshlaydi. Natijada suyuqlik harakatining tartibi buziladi. Bunday harakat turbulent harakat deyiladi.
Suyuqlik harakatining bu ikki tartibini ingliz olimi O.Reynolьds tajribada har tomonlama tekshirgan va u suyuqliklar harakatining muhim qonuniyatini kashf qilgan. Suyuqlik harakatini tezlikning oqim o’lchamiga ko’paytmasining qovushoqlik kinematik koeffitsiyentiga nisbatidan iborat o’lchovsiz miqdor xarakterlar ekan. Bu miqdor olimning hurmatiga Reynolьds soni deb atalgan va formulalarda Re bilan belgilanadi. Silindrik Quvurlardagi oqim uchun Reynolьds soni quyidagicha hisoblanadi:
(6.1.)

6.1-rasm. Laminar va turbulent harakatgadoir chizma.

Reynolьds aniqlashicha, bu miqdorning kichik qiymatlarida laminar harakat bo’lib, uning oshib borishi natijasida u turbulent harakatga aylanadi.

Suyuqlikning laminar harakatdan turbulent harakatga o’tishini Re sonining kritik miqdori bilan aniqlanadi va u Reynolьdsning kritik soni deb atalib, Re_kr bilan belgilanadi. Bu son silindrik Quvurlar uchun Re_kr=2320
Laminar tartib Re2320 da;
O’tkinchi tartib 2320 Re  10000
Barqarorlashgan turbulent tartib Re10000