Kaj je turbulentni tok?

Pretok je enakomerno ali neprekinjeno gibanje tekočine, ne glede na to, ali je skozi cev, čez aeroprofil ali na prostem, kot v primeru odprtega zraka ali morja. Ta vrsta gibanja spada v eno od treh splošnih kategorij: laminarni tok, turbulentni tok ali prehodni tok. Superračunalniki in posebna programska oprema so potrebni za obravnavanje zapletenih matematičnih modelov takšnega obnašanja toka.

Laminarni tok skozi cev je mogoče vizualizirati kot vrsto zelo tankih plasti – ugnezdenih valjev tekočine – od notranje površine cevi do njenega središča. Značilnosti, ki dajejo prednost laminarnemu toku, so gladka stena cevi in ​​visoka viskoznost tekočine. Najbolj zunanja plast tekočine se oprime cevi. Druge plasti drsijo ena znotraj druge z rahlo naraščajočo hitrostjo, ko se približujemo središču. Laminarni tok je zmerno predvidljiv in urejen.

Turbulenten tok je tok v nemiru – tok v celoti z vrtincami in vrtinci. Beseda “turbulenca” pomeni mešanje, povečanje ali ohranjanje enotne sestave tekočine po vsej vsebini cevi. Turbulentnemu toku dajejo prednost groba notranjost cevi in ​​tekočine nizke viskoznosti. Prav tako ima prednost zaradi povečanja gostote tekočine. En primer turbulentnega toka je pretok krvi skozi arterije.

Prehodni tok je med prvima dvema vrstama. Združuje laminarni tok vzdolž notranjega roba cevi z turbulentnim tokom po sredini. Inženirji posebnih mešalnikov načrtujejo rotorje, ki uvajajo prehodni tok v visoko viskoznih tekočinah, ki bi običajno kazale laminarni tok. To prihrani čas in denar pri mešanju.

Turbulentni tok je za letalstvo izjemnega pomena na dva načina. Turbulenca okoliškega zraka, ki jo povzročajo vremenski sistemi, je izven nadzora projektanta. Druga je turbulenca, ki jo povzroča samo letalo, zlasti njegova krila. Ta vrsta turbulence, ki jo je mogoče nadzorovati, izvira iz kril in jo lahko razdelimo na turbulenco v sledu in turbulenco zračnega profila.

Turbulenca v zbudi je tok, ki ga ustvarjajo konice kril letal, in je pogosto v obliki krožnega vzorca zraka, pravokotnega na smer leta. Turbulenca zračnega profila nastane po površini krila in povzroči upor letala in izgubo vzgona. Metode za zmanjševanje turbulence v zbudi in zračnem krilu so predmet veliko teorije in načrtovanja.