Загуба
1.8.2 Ламинарен слой и турбулентен слой.
Ламинарен поток. Това е поток, при който може да се счита, че течността се движи в еднородни слоеве, наречени листове. Потокът е ламинарен, когато последователни слоеве въздух в граничния слой се плъзгат гладко един върху друг, от неподвижния филм на повърхността до скоростта на свободен поток на външния въздух.
Турбулентен поток. При този тип потоци листовете текат дезорганизирано, както в тяхната посока, така и в тяхната скорост. В свободното пространство потокът не взаимодейства с обекти, но ако даден обект е близо до потока на течността, той взаимодейства с него чрез промяна на характеристиките на скоростта, както ще видим по-долу.
Потокът може да остане ламинарен, докато листовете не взаимодействат достатъчно, за да предизвикат вторични движения между тях, но в противен случай свободното и произволно смесване на листовете прави потока бурен.
Потокът може да се промени от ламинарен към турбулентен въз основа на:
- Промяна в скоростта на потока.
- Промени в самия поток.
- Грапавост на повърхността, по която тече.
- Градиенти на налягането. Когато статичното налягане намалява с разстоянието по протежение на потока, нарушенията в потока се намаляват; когато това налягане се увеличи, смущенията се усилват. Намаляването на статичното налягане в предната част на крилото спомага за поддържане на ламинарен поток.
- Други фактори: плътност на течността (P), нейната скорост (V), дължината (L = хорда на крилото в този случай) и коефициентът на вискозитет (u), които инженерите свързват с размерно число, наречено число на Рейнолдс R = (PVL)/u.
Граничен слой и турбулентен слой. Когато течността тече по повърхността, поради триене, най-близкият до повърхността слой напълно спира. На върха на този слой се образуват други, всеки от които има по-малко триене от предишния и следователно по-голяма скорост. Така че, докато от определен слой няма триене и слоевете имат свободната скорост на флуида.
Дебелината на граничния слой има тенденция да се увеличава, когато течността се движи по повърхността. Размерът на това увеличение зависи от вискозитета на течността, скоростта на потока, гладкостта/грапавостта на повърхността и формата на повърхността.
Граничен слой, чийто поток е ламинарен, често се нарича ламинарен граничен слой, който понякога се съкращава като ламинарен слой, докато ако потокът е турбулентен, слоят се нарича турбулентен граничен слой, съкратен като турбулентен слой.
Когато граничният слой започне да тече през предния ръб на крилото, той го прави под формата на ламинарен слой, залепен за крилото и много тънък; но докато тече към задния ръб, този слой се превръща в турбулентен слой, по-отделен от крилото и по-дебел.
Докато слоят е ламинарен, той остава прикрепен към крилото и произвежда повдигане, но когато стане турбулентен, увеличава отделянето си от крилото и не произвежда повдигане. Извиква се точката, в която ламинарният слой става турбулентен и увеличава дебелината му "преход към турбулентност" или "преход на граничен слой".
По принцип на нормално крило граничният слой остава ламинарен само малка част от хордата, преди да се раздели на турбулентен поток; освен това дебелината на този слой в областта на предния ръб е малка, въпреки че се увеличава по протежение на профила. Турбулентната зона на потока изпитва значително по-висока устойчивост на триене от ламинарния поток.