Відкриваємо для себе число Рейнольдса
Тим, хто далекий від фізики, присвячується. Почати цей текст інакше не можу, оскільки число Рейнольдса особисто у мене не викликає ніякого відгуку в тій частині пізнань, де повинна зберігатися інформація з фізики. Спробуємо заповнити цю прогалину.
Для розминки уточнимо, ким був Осборн Рейнольдс свого часу в своїй сфері. Цей учений був представником англійської (в деяких джерелах - ірландського) наукового співтовариства в галузі фізики, інженерії та гідравліки. Народжений в 1842 році, вже через 28 років він став професором на кафедрі будівельної механіки в Кембриджі. Свої дослідження вів відносно поведінки рідини в ламінарному (шаруватому) і турбулентному (вихровому) течії. Саме йому належить виділення числового критерію переходу одного виду течії в інше. Саме ця величина відома нам як число Рейнольдса.
Яке значення числа? Даний параметр не є константою і являє собою певне співвідношення сил інерції і внутрішнього тертя в потоці рідини. В якості позначення цього критерію застосовують Re. Що стосується одиниць виміру, то таких не існує, оскільки число Рейнольдса для води, газів і будь-який інший середовища є величиною безрозмірною (число як таке).
Безсумнівного поваги заслуговує завзятість англійського вченого, якому довелося провести не одну сотню дослідів, щоб виявити подібне співвідношення. Йому вдалося виявити таку закономірність: при високих показниках (понад 2 - 3 тисяч) потік води буде повністю турбулентним, а при малих - повністю ламінарним.
Багато хто відносить результати таких обчислень до показань, які були отримані тільки досвідченим шляхом, і при зміні або нескінченному повторенні можуть «випасти» з поточних рамок. Однак багато досить вдало інтерпретують їх з позицій законів Ньютона. Говорячи простою мовою, рідина в потоці володіє певною інерцією і схильна зберігати свій рух з колишньою швидкістю.
Значущість цього критерію, згідно з даними з різних джерел, можна переоцінити. Саме ця величина і принцип її отримання говорять нам про те, що вплив середовища (води, газу чи іншій субстанції) не стільки залежить від швидкості, інерції або тертя, скільки від їхньої взаємодії. Саме ця взаємодія і знаходить своє відображення у співвідношенні, яке називають «число Рейнольдса». Для води, рух якої відбувається по вузьких каналах (або трубах), «прикордонним» показником переходу буде величина, що перевищує показник в 12 000 - 20000. При його збільшенні опір середовища буде зростати. Для води у відкритому просторі та повітря картина буде зворотною: збільшення величини числа Рейнольдса сприятиме зниженню опору.
Своє застосування даний критерій отримав не тільки в гідромеханіці, але і в авіа- і суднобудуванні. Так, наприклад, саме число Рейнольдса дозволяє проводити достовірні випробування нових моделей літаків, повністю відтворюючи дію реального повітряного потоку в зменшеній моделі.
P.S. Саму формулу обчислення не наводжу з умислом: якщо ця тема цікавить читача, дізнатися порядок обчислення подібної величини не складе труднощів.
Як знайти геометричні площі фігур Існує нескінченна кількість плоских фігур самої різної форми, як правильних, так і неправильних. Загальна властивість усіх фігур - будь-яка з них має площею. Площі фігур - це розміри частини площині, займаної цими фігурами, виражені у певних…
Коефіцієнт тертя при ковзанні і коченні У земних умовах будь-які рухомі тіла (або приходять в рух) стикаються з речовиною навколишнього середовища або з іншими тілами. При цьому виникають сили, що роблять опір їх рухові. Сили ці іменуються силами тертя, вони переводять частину механічної…
Найбільше число: кандидати на це звання Формально вважається, що найбільше число не існує. Числовий ряд можна продовжувати до нескінченності. Але має сенс інше питання: яке найбільше число необхідно для обчислення якої-небудь прикладної задачі. Нехай навіть це завдання буде дуже…
Число Авогадро: цікаві відомості Зі шкільного курсу хімії нам відомо, що якщо взяти один моль якого-небудь речовини, то в ньому буде 6.02214084 (18) •10 ^ 23 атомів або інших структурних елементів (молекул, іонів і т.д.). Для зручності число Авогадро прийнято записувати в…
Шкільна математика. Як знайти відсоток від числа Слово «відсоток» в перекладі з грецького означає соту частину числа. У математиці, та й в усьому світі, прийнято вважати абсолют за 100%. Виходячи з цього принципу, будуються всі обчислювальні правила.Існує кілька варіантів завдань, пов'язаних з…
Відносна молекулярна маса - фізична величина, властива кожному речовині Маси молекул, як і маси атомів, дуже малі. Тому для їх розрахунку використовують порівняння з атомної одиницею маси. Відносна молекулярна маса з'єднання - це фізична величина, яка дорівнює відношенню маси молекули сполуки до 1/12 частки атома…
Ньютоновская рідина та її антипод - що це? Ньютонівські і неньютонівські рідини останнім часом викликають активний інтерес не тільки науковців, а й простих людей. Це пов'язано з тим, що не ньютоновская рідина легко виготовляється своїми руками і підходить для домашніх дослідів. Для початку…
Постійна Больцмана грає головну роль в статичній механіці Людвіг Больцман - творець молекулярно-кінетичної теорії ідеальних газів. Народився в 1844 році у Відні. Больцман є першопрохідцем і першовідкривачем у науці. Його роботи і дослідження часто були незрозумілі і знехтувані суспільством. Однак з…
Головне квантове число як основний показник стану електрона Одне з найважливіших місць у науковому сприйнятті сучасного світу займає так звана квантова теорія. В основі її лежить положення, що енергію, приховану в електроні, можна прорахувати, так як її величина може приймати тільки певні значення. При цьому…
Скільки важить літр води? Відповідь на просте питання У відповідь на звичайне питання "Скільки важить літр води?" більшість людей запропонують заглянути в довідник або просто скажуть: "Один кілограм". І справді, при температурі 400С і в умовах нормального атмосферного тиску вага одного літра…
Подільники і кратні числа Тема «Кратні числа» вивчається в 5 класі загальноосвітньої школи. Її метою є вдосконалення письмових та усних навичок математичних обчислень. На цьому уроці вводяться нові поняття - «кратні числа» і «подільники», відпрацьовується техніка знаходження…
Як розраховується показник заломлення Показником (коефіцієнтом) заломлення називають якесь абстрактне число, яке характеризує здатність заломлення якої-небудь прозорого середовища. Позначати її прийнято латинською літерою n. Розрізняють абсолютний показник заломлення і коефіцієнт…
Кубічний корінь з числа Практично кожна людина мріє вдосконалюватися, йти до чогось більш серйозного і складного. Всі роблять це по-своєму. Одні шукають роботу, на якій, з часом займуть керівні місця, інші жадають просто заробити побільше грошей. Завжди вважалося, що чим…