Turbulents

Turbulentne voolamine ehk turbulents ehk turbulentsus on selline vedeliku või gaasi voolamine, kus aineosakesed liiguvad korrapäratult, tekitades sageli keeriseid, kuigi samal ajal liigub kogu aine mass voolu suunas. Selline liikumine tekib asjaolust, et aineosakestel on lisaks voolusuunalisele kiirusele veel voolusuunaga ristisuunaline kiirus. Voolamist, mis pole turbulentne, nimetatakse laminaarseks voolamiseks.

Nagu laminaarse voolamise puhul on ka turbulentsel voolamisel on vedeliku voolukiirus suurim toru teljel, kuid erinevus maksimaalse ja keskmise kiiruse vahel on oluliselt väiksem. Turbulentsel voolamisel on maksimaalne voolukiirus 1,2 korda suurem keskmisest voolukiirusest, samal ajal kui laminaarsel voolamisel on maksimaalne voolukiirus 2 korda suurem keskmisest voolamiskiirusest.

Voolurežiim ja Reynoldsi arv

Vedeliku voolurežiim on oluline vedeliku voolamisel tekkivate energia kadude määramisel, kuna hõõrdetakistuse tegur vedeliku voolamisel on sõltuv voolurežiimist. Vedeliku voolurežiim määratakse arvutuslikul teel, milleks leitakse nn. Reynoldsi arv (R_e). Reynoldsi arv on dimensioonita suurus.

Kuigi puudub teoreem, mis seoks Reynoldsi arvu turbulentse voolamisega, muutuvad kõrge Reynoldsi arvuga voolud üldjuhul turbulentseks ja madala Reynoldis arvuga voolud jäävad laminaarseks. Naiteks voolamisel silindrilises torus tähendab 4000-st kõrgem Reynoldsi arv väga tõenäoliselt turbulentset voolamist . Kui Reynoldsi arv on väiksem kui 2100 on voolamine laminaarne . Piirkonda nimetataud väärtuste vahel (2100 < R_e < 4000) nimetatakse üleminekualaks. Selles piirkonnas on vedelikul samaaegselt nii laminaarse kui turbulentse voolamise tunnused.

Silindrilises torus avaldub Reynoldsi arv järgmse valemi kaudu

$R_{e}={\frac {vd}{\nu }},\,$

kus v on vedeliku voolukiirus, d on toru siseläbimõõt ning $\nu$ vedeliku kinemaatiline viskkoossus.

Vaata ka

• Laminaarne voolamine
• Kaoseteooria