Фяза вя заман

2. Mayelərin laminar və turbulent axını.
Laminar axın latınca laylı axın deməkdir. Laminar axın elə axındır ki , bu axında mayenin təbəqələri paralel olaraq bir – birinə nisbətən sürüşür. Boru daxilində hərəkət edən mayeni sürəti yüksək olmadıqda laminar axın yaranır.

Mayelərin laminar axınını ilk yaxınlaşmada belə bir mexaniki modelə oxşatmaq olar ( şəkil 1).Fərz edək ki, çoxlu sayda bircins lövhələr tərpənməz müstəvisində yerləş mişdir və bu lövhələrin hər birinə eyni istiqamətdə yönəlmiş qüvvəsi təsir edir ( şəkil 1, a). Bu lövhələrdən hər biri özündən aşağıdakı lövhəyə nəzərən öz yerini dəyişəcəkdir.Yuxarıdakı lövhə öz yerini daha çox, ondan bir az aşağıda olan lövhə öz yerini bir qədər az dəyişəcəkdir. Bu qayda ilə ən aşağıdakı lövhə öz yerini ən az dəyişəcəkdir ( şəkil 1, b ). Bu qayda ilə maye boruda laminar axdıqca borunun mərkəzi hissəsində olan təbəqə ən çox sürüşəcəkdir. Mərkəzdən borunun divarlarına yaxınlaşdıqca təbəqələrin yerdəyişməsi azalır

Şəkil 1.
Turbulent axın burulğanlı axın deməkdir. Turbulent axın zamanı maye təbəqələrinin paralelliyi pozulur, təbəqələr nizamsız hərəkət edir. Borularda v kanallarda axının sürəti böyük olduqda turbulent axın baş verir. Su ilə dolu butulkanı başı aşağı çevirdikdə turbulent axın yaranır.

Mayenin laminar axınının turbulent axına keçməsini adi həyatda müşahidə etmək olur. Laminar axın olan mayenin içərisinə kürə salınmış olarsa ( şəkil 2), turbulent axın yaranmış olacaqdır. Şəkildən görünür ki, kürənin səthi üzrə hərəkət edən maye , kürənin səthindən ayrılan zaman ayrı – ayrı burulğanlara ayrılır. Kürənin arxasında yaranan burulğanları maye özü ilə aparır və onlar tədricən sönür.

Şəkil 2

Kürə mayedə hərəkət edərkən müəyyən iş görülür ki, bu işin müəyyən hissəsi burulğanların əmələ gəlməsinə sərf olunun, mayelərdə daxili sürtünmənin olması sayəsində burulğanların qazandığı enerji nəticədə istiliyə çevrilir.

Mayelərin axını və ya onlarda kənar cisimlərin hərəkəti həmin mayelərin fiziki xassələri, daha doğrusu mayelərin sıxlığı və özlülüyü ilə xarakterizə olunur. Əgər mayeyə hər hansı bir cisim, məsələn, kürə salınarsa, onda onun hərəkəti kürənin sürətindən və onun radiusundan da asılı olacaqdır. Boruda mayenin axması xarakteri mayenin xassəsindən, axma sürətindən, borunun radiusundan asılı olub aşağıdakı düsturla təyin olunur :
( 1)

Burada - Peyolds ədədi adlanır. - - mayelərin hərəkətini xarakterizə edən çox mühüm kəmiyyətlərdən biridir. Bu ədəd hidro və aerodinamikada çox mühüm rol oynayır, o müqavimətin qiymətini təyin edir.

olduqda, maye axarkən sürtünmə qüvvəsinin rolu az olur.

Borudakı maye laminar axından turbulent axına yalnız Reynolds ədədinin müəyyən kritik qiymətlərində keçir. Mayenin laminar axından turbulent axına keçdiyi sürət kritik sürət adlanır. ( 1) düsturundan istifadə edərək bu sürəti təyin etmək olar :

( 2)

Hamar divarlı boru ilə axan su üçün R = 1160 olduğu halda, divarı cızılmış borularda bundan bir qədər kiçik olur.Su radiusu 1 mm olan şüşə boruda 127 sm/san sürətindən böyük sürətlə axdıqda , axın laminarlıqdan turbulentliyə keçir. Hesablamalar göstərir ki, qan radiusu 1 sm olan hamar divarlı boruda 50 sm/san kritik sürətlə axdıqda , onun axını laminarlıqdan turbulentliyə keçir. Əslində isə qan damarlarında qanın sürəti 50 sm/san – dən kiçik olur.

Müxtəlif mayelər üçün hesablamalar aparılmış və məlum olmuşdur ki, Reynolds ədədi olduqda axın laminar olur. isə laminar axın tez pozula bilir və turbulent axına çevrilir. Ancaq göstərilən bu şərt o zaman ödənilir ki, əvvəlcədən boruda mayenin sait axını yaradılmış olsun. Əgər süni üsullar yaradılarsa ( məsələn , borunun divarları çox hamar olarsa, maye çox sakit axarsa ),onda laminar axın R – in çox böyük qiymətlərində də ( R = - 20 000 olana qədr ) saxlanıla bilir. Reynolds ədədinin məlum olması aerodinamikada, xüsusi ilə təyyarənin hərəkətinin öyrənilməsində çox böyük əhəmiyyətə malikdir.

.

Turbulent axın zamanı qan səs – küylə axır ki, bunu bazu arteriyası üzərində qanın təzyiqiqi ölçərkən müşahidə etmək olar. Qan damarlarının en kəsik sahəsi kiçilərkən axının sürəti o qədər artır ki, o sürətin kritik qiymətindən çox olur.

Normal şəraitdə burun boşluğunda hava axını laminardır. Burun keçidləri ( deşikləri ) zədələndikdə və ya iltihab prosesləri baş verdikdə, keçidlər o qədər daralır ki, boşluğun ayrı – ayrı hissələrində hava axını turbulent hala keçir. Bu zaman ağciyəri hava ilə təmin etmək üçün nəfəs borucu əzələləri çox böyük iş görməli olur və bu halda nəfəsalma çətinləşir.