Skok na obsah

Techblog > Fyzika > Záhadná turbulence

[CNW:Counter] TOPlist
13. 9. 2004 - Fyzika

Záhadná turbulence

Turbulenci zná každý, ale nikdo jí nerozumí. Vidíme ji, když si myjeme ruce, houpe nás, když sedíme v letadle a je všude kolem nás. Problémem je, že nikdo nedokáže předvídat, jak se bude chovat.

Klasická teorie víření nezná

Turbulentní proudění způsobující indukovaný odpor křídla

Klasické teorie proudění předpokládají, že např. proud tekutiny (vzduchu/kapaliny) v trubce zůstává hladký (tzv. laminární) nezávisle na tom, jak rychle je tekutina trubkou pohybuje. To samozřejmě není pravda. Turbulentnost proudění se mění jak rychlostí toku, tak s velikostí "zúčastněných" (v tomto případě zrovna průměr, či spíše světlost, trubky). Obrovský vliv na ni má tvar a kvalita povrchu obtékaného prostředí. Tudíž je nemožné vytvořit soustavu potrubí, kde by nebyla žádná turbulence. A turbulence (tj. vířivé proudění) znamená ztráty.

Nestabilní výsledky jsou správné – mohou za to vlny

Porovnání teoretických a naměřených hodnot proudění

Nejnovější teorie už s vířivým prouděním počítají. Pro jejich ověření vědci sestrojili aparaturu s 26 m dlouhou trubkou, ve které proudí voda. U jejího počátku vstřikovali paprsek vody do trubky kolmo k protékající kapalině a vytvářeli tak turbulenci. O dále v různých vzdálenostech sledovali, jak se turbulence vyvíjí. Dělali to tak, že měřili směr a rychlost proudění kapaliny v trubce v jejím průřezu pomocí laseru. Naměřené hodnoty porovnali s teoreticky vypočtenými. I vy se můžete podívat (nahoře naměřené a dole vypočtené proudění), že si velmi dobře odpovídají.

Nová teorie pracuje s tlakovými vlnami, které se nerovnoměrně šíří tekutinou a tím způsobují přenos a rozvoj turbulence. Proto pohybové rovnice kapaliny v trubce mají nestabilní řešení, čili zadání a rovnice je stále stejná, ale pokaždé vám vyjde něco trochu jiného. malá změna ve vstupních datech způsobí velkou změnu ve výsledku. Je to stejný případ jako u předpovídání počasí.

Tento výzkum je skutečně velmi zajímavý, už proto, že turbulence je všude a nemusí být vždy jen negativní. Na křídlech letadel bývají tzv. turbulátory, které ji uměle vyvolávají a třeba takový čmelák ji vděčí za to, že může létat.

Myslím, že o turbulenci se na Techblogu ještě zmíním a to už do toho zkusím zamotat nějaké to Reynoldsovo číslo.

Napsal Martin Srubar v 23:38 | Komentáře (4)
Dočetli jste článek? A co nyní?
Pokračujte třeba čtením starších či novějších článků na obdobná témata v této rubrice.

Starší příspěvek: Mýlí se Galileo i Einstein?
Novější příspěvek: Kapalina, která ztuhne při zahřátí

Nebo se podívejte na titulní stránku, co je nového. > Přejít na titulní stránku
Pokud máte čas a chcete si počíst, doporučuji archív. > Přejít na archív
Jestli vás zajímá něco konkrétního, vyhledejte si na Techblog.cz právě to své téma.

Weblog pro ty, které zajímá věda a technika.

Téma…

Časopis 21. století

Časopis 21. století
Časopis 21. století je nejznámější a nejoblíbenější vědecko-technický časopis. Na čem je ale založena jeho popularita? Z velké části jsou v něm obsaženy nesmysly. Jde o záměr nebo je to pouze neschopností autorů? Upřímně řečeno, co by odborník získal tím, že by v něm publikoval?
13. 8. 2004
Speciály…

Energetická krize

Energetická krize
Za dveřmi je energetická krize. Co budeme dělat, až dojde ropa a další fosilní paliva? Sledujte vývoj alternativních druhů energie a pohonů a hledání nových ropných nalezišť.