Турбуленция при високи скорости и число на Рейнолдс

Видяхме, че ако имаш хубав ламинарен аеродинамичен поток, законът на Поазьой ти казва колко обем за време ще протече през една тръба. Но как знаеш кога ще имаш хубав ламинарен поток? Какво определя кога това става хаотично? Какво определя кога тези започват да пресичат... тези слоеве течаща вода или течност – как знаеш кога ще започнат да пресичат, което ще причини тези водовъртежи и течения? Кога ще се случи това? Оказва се, че има начин да прогнозираме това. Трудно е. Това е много трудно. Всъщност не само е трудно да го предвидим, но след като знаеш, че това ще се случи, след като знаеш, че нещата ще станат турбулентни, е още по-трудно да опишеш поведението. Обикновено трябва да прибегнеш до компютърна симулация, вместо до аналитично изчисление. Но има число, нарича се число на Рейнолдс. Това число ти дава начин да прогнозираш каква е първата скорост, каква е критичната скорост, при която, ако превишиш тази скорост, ако течността тече по-бързо от тази скорост, ще стане турбулентна. Потокът ще стане хаотичен. Начинът да намериш това е да вземеш числото на Рейнолдс – ще нарека това R – умножаваш това по вискозитета. Помни, за вискозитета използваме тази гръцка буква ита. Делиш на два пъти плътността на течността, умножена по радиуса на тръбата. Това ти дава първата скорост, при която ще очакваш турбулентност. Ако измериш числото на Рейнолдс, за да ти даде представа за кръвта, понеже това често се среща, когато говориш за кръвен поток и аортата, може да се тревожиш, че може да има турбулентност. За кръвта числото на Рейнолдс е около 2000. Няма мерни единици, няма измерения. Тук няма мерни единици, всички те са съкратени. Числото на Рейнолдс е величина без мерни единици. Като знаеш числото на Рейнолдс, това ти дава начин да прогнозираш каква е първата скорост, при която може да очакваш турбулентност, и следователно първата скорост, при която може да очакваш законът на Поазьой да не ти даде точно описание на потока на течността.