4-mavzu. Oqimning uzluksizlik tenglamasi

4.4. Suyuqlik harakatining rejimlari
1883 yilda ingliz olimi O. Reynol'ds o‘tkazgan tajribalar suyuqliklar ikki xil tartibda harakatlanishini qo‘rsatdi. Olim shaffof trubadan oqayotgan suyuqlikka rangli suyuqlikning ingichka oqimini kiritdi (4.1-rasm). Asosiy suyuqning kichik tezliklarida oqim qatlamlari va zarachalari biri-biriga paralel harakat qilib oqim strukturasi o‘zgaramadi. Bunday oqim tartibi laminar oqim deb ataldi.

Suyuqlik tezligi oshirilganda oqimda tartibsizlik vujudga kelib qatlamlar, shu jumladan bo‘yalgan ingichka rangli suyuqlik oqimi aralashib ketdi. Oqimning bunday tartibi turbulent oqim deb nomlandi.
Tajribalar suyuqlik massaviy ρw tezligining va oqim diametrining ortishi va suyuqlik qovushoqligining kamayishi oqim tartibining laminardan turbulentga o‘tishiga olib kelishini ko‘rsatdi. Reynol'ds bu kattaliklarni bir o‘lchamsiz kompleksga birlashtirib, uning qiymati bo‘yicha oqim tartibini aniqlash mumkinligini topdi. Bu kompleks Reynol'ds mezoni (kriteriysi) deb yuritiladi:
Re=wdρ/μ  (4.1)
To‘g‘ri va silliq quvurlardan oqayotgan suyuqliklar uchun Re<2320 bo‘lganda oqim laminar, 232010000 bo‘lganda oqim turbulent (barqaror turbulent) bo‘ladi.
Yuqorida mavzuda keltirilgan (4.1) tenglamadagi w tezlikni biz o‘rtacha yoki soxta tezlik deb nomlagan edik. Soxta deyilishining sababi shundaki, oqim bir kesimining turli nuqtalarida tezlik har xil bo‘ladi. Ariqdan oqayotgan suvning chekkasiga qog‘oz kemachani tushirsak u juda sekin harakat qiladi. Kemachani ariqning o‘rtasiga qo‘ysak birdaniga jadal suzib ketadi. Ko‘rinib turibdiki oqim markazida suyuqlik tezligi katta, chetida esa kichik bo‘ladi. Bunday holat quvurlardan oqayotgan suyuqliklar uchun ham o‘rinli. Yuqorida ta'kidlanimizdek quvur markazida oqim tezligi maksimal, quvur devori yaqinida esa minimal bo‘ladi.
Tajribalar asosida oqimning bir ko‘ndalang kesimda tarqalishi oqim tartibiga, ya'ni Reynol'ds soniga bog‘liq ekanligi aniqlandi. Masalan laminar oqimda o‘rtacha tezlik maksimal tezlikning yarmiga teng, ya'ni w=0,5wmax, Re=104 bo‘lganda w=0,8wmax, Re=108 bo‘lganda w=0,9wmax bo‘lar ekan.