Закон подобия. Число Рейнольдса. Формула Стокса

21.Закон подобия. Число Рейнольдса. Формула Стокса.
Рейнольдс вывел положение, что течения одинакового типа (труба должна быть геометрически подобной) с одинаковым числом Рейнольдса подобны. Этот закон был назван законом подобия.
Число или критерий Рейно́льдса (Re) — безразмерное соотношение, которое, как принято считать, определяет ламинарный или турбулентный режим течения жидкости или газа. Число Рейнольдса также считается критерием подобия потоков.
Число Рейнольдса определяется следующим соотношением: Re=ρvL/η=vL/ν=QL/νA
Где ρ — плотность среды; v — характерная скорость; L — характерный размер; η — динамическая вязкость среды; Q — объёмная скорость потока; A — площадь сечения трубы.
Число Рейнольдса как критерий перехода от ламинарного к турбулентному режиму течения и обратно относительно хорошо действует для напорных потоков. При переходе к безнапорным потокам переходная зона между ламинарным и турбулентным режимами возрастает, и использование числа Рейнольдса как критерия не всегда правомерно. Число Рейнольдса есть отношение сил инерции, действующих в потоке, к силам вязкости.
Также число Рейнольдса можно рассматривать как отношение кинетической энергии жидкости к потерям энергии на характерной длине.
Формула Стокса: при небольших скоростях движения, сопротивление среды обусловлено практически только силами трения. Стокс установил, что сила сопротивления в этом случае пропорциональна коэффициенту динамической вязкости, скорости движения тела относительно жидкости и характерному размеру тела.
Метод Стокса основан на измерении скорости медленно движущихся в жидкости небольших сферических тел.
F_C=6πηrv