Как сделать воду ламинарной своими руками

Несколько рецептов, как сделать газированную и негазированную минеральную воду в домашних условиях

Любители минералки и противники искусственных ароматизаторов и красителей предпочитают приготовить напиток самостоятельно дома из натуральных компонентов.

Потребителям важно знать технологию приготовления минерализованной воды, и какие требуются ингредиенты.

В этой статье расскажем, как сделать минеральную воду (газированную

Минералка в домашних условиях – это реально?

Приготовить именно минеральную воду в домашних условиях нельзя, можно только минерализованную. Для этого понадобятся минералы, желательно из семейства халцедоновых, для обогащения состава воды.

Появление пузырьков газа в результате взаимодействия компонентов напоминает газированный напиток. Но есть и другие рецепты.

Готовим дома: пошаговая инструкция

Применяют различные способы, чтобы приготовить минерализованную воду в домашних условиях. Она не всегда бывает с газом. Его вводят при желании дополнительно.

При помощи особых камней

Ингредиенты:

• вода – 3 л;
• камень: агат, апатит, кремний, турмалин, кварц.

Для приготовления полезного напитка пользуются инструкцией:

1. Наполняют эмалированную кастрюлю обычной водой из-под крана и ставят на плиту.
2. Доводят жидкость до +70 °
3. Отставляют с плиты.
4. После остывания воду отфильтровывают.
5. В чистую посуду выкладывают хорошо промытые, ошпаренные кипятком, а затем высушенные камни. 3-литровую банку стерилизуют на водяной бане или в духовом шкафу.
6. Вливают подготовленную жидкость.
7. Выставляют емкость на свет.
8. Спустя 3 дня напиток можно потреблять.

Использованные камни не стоит выбрасывать – пригодятся повторно. Требуется только старательно промыть и высушить перед применением.

Путем брожения

Оригинальный метод приготовить минерализованную воду при помощи брожения.

Ингредиенты:

• холодная вода – 4 л;
• теплая жидкость – 250 мл;
• дрожжи (свежие) – 1 ст. л.;
• сахар – 100 г;
• ароматизатор (по желанию).

Рецептом пользуются по следующей схеме:

1. Раскрошенные дрожжи растворяют в теплой воде, добавив ч. л. сахарного песка.
2. Оставляют на 10 мин для настаивания.
3. Вводят сахар в холодную воду вместе с ароматизатором. Используют в качестве натуральной добавки мяту, эстрагон, базилик, мелиссу, а также концентрированную жидкость: лимонад, морс.
4. Вливают дрожжи в состав.
5. Содержимое перемешивают, разливают в бутылки, плотно закрывают.
6. Тару выносят в прохладу, в темное место.
7. Открывают емкости периодически, чтобы выпустить скопившиеся газы при брожении.
8. Спустя 5 дней убирают посуду в подвал или холодильник на хранение.
9. Напиток можно употреблять.

Газирование

Еще столетие или два назад у газированной воды было название содовой. Это объясняется компонентами в составе напитка.

С уксусом и содой

Ингредиенты:

• бутыли – 2 шт., чтобы закрывались крышками и подсоединялись трубки;
• сода пищевая – 2 ч. л.;
• столовый уксус – 100 мл;
• минерализованная вода – 1 л.

Технология приготовления:

1. Подготовить необходимые составляющие. В первый сосуд (желательно из темного стекла или пластика) влить воду, погрузить трубку. Герметично закрыть крышкой.
2. Всыпать соду, добавить уксус во вторую емкость. Загерметизировать, как в первом случае.
3. Установить трубку из поливинилхлорида (можно из-под капельницы) длиной в 1 м для перехода углекислоты в проделанные в крышке отверстия.
4. Взбалтывать раствор в бутылях 5 мин.
5. Выделяемая углекислота обогатит жидкость, сделает газированной.

Приготовленный напиток утоляет жажду, если пить холодным.

С медом и уксусом

Потребуются:

• стакан воды – 1;
• уксус яблочный – 5 мл;
• мед – 15 г.

При приготовлении воды нужно не забывать об особенностях:

1. Использовать лишь натуральный непастеризованный мед. В противном случае у него исчезают ценные свойства.
2. Годится только сырая вода комнатной температуры: водопроводная отфильтрованная или питьевая бутилированная негазированная. Добавление продукта пчеловодства в горячую жидкость сопровождается потерей целебных качеств, делает напиток бесполезным.
3. Состав готовят перед потреблением.
4. Напиток пьют за полчаса до еды.

Апельсиновая газировка

Компоненты:

• апельсины – 2 шт.;
• кислота лимонная – 10 г;
• сок, выжатый из 1 лимона;
• сахарный песок – 250 г;
• охлажденная вода – 4 л.

Технология приготовления:

1. Вымыть цитрусы, поместить в морозильную камеру на 12 ч. как минимум.
2. Немного разморозить апельсины, размельчить в блендере.
3. Ввести лимонный сок.
4. Влить в цитрусовый состав половину холодной воды, старательно перемешать, оставить на 25 мин. для настаивания.
5. Всыпать сахар вместе с лимонным соком, добавить остаток воды.
6. Вымешать смесь.
7. Дать постоять на протяжении 15 мин.
8. Осторожно процедить раствор в подготовленные емкости: бутылки, банки, кувшины.
9. Отправить в холодильник на хранение.

Освежающий напиток с апельсином

Компоненты:

• сахарный песок – 3–4 ст. л.;
• апельсин – 1 шт.;
• уксус 9 % – 120 г:
• сода – 1 ст. л.

Также понадобятся:

• бутылки из пластика – по 1 шт. на литр и пол-литра;
• воронка;
• кусок пакета из полиэтилена;
• термоклей;
• тонкая трубка (подойдет от аквариумного компрессора либо капельницы).

Технология приготовления:

1. В 0.5 л бутылку влить уксус.
2. Наполнить большую емкость чистой отфильтрованной водой.
3. Засыпать туда сахар через воронку.
4. Для размягчения прокатать апельсин по разделочной доске. Разрезать цитрус и отжать сок в раствор с сахаром.
5. Посередине крышки проткнуть их ишилом. Чтобы ускорить процедуру, инструмент нагревают на газу.
6. Продеть концы трубки в крышки, закрепить термоклеем изнутри. Игнорирование данной процедуры чревато малоприятными последствиями: трубки не будут держаться из-за высокого давления, выскочат из крышек.
7. Накрыть горло сосуда полиэтиленом и втолкнуть внутрь центральную часть. В посуде появится маленькая «сумочка», куда всыпают соду и чуть закручивают концы куска пакета.
8. Затем содовый мешочек проталкивают до конца в емкость.
9. Закрыть оба сосуда крышками.
10. Встряхнуть пол-литровую бутылку несколько раз, чтобы раскрылся полиэтиленовый мешочек, и сода соединилась с уксусом.
11. Проследить за реакцией и газообразованием в маленькой бутылке. По трубке газ будет поступать в литровую емкость.
12. При сильном повышении давления сосуды станут жесткими. Требуется 1 мин потрясти большую емкость.
13. Когда прекратится реакция в маленьком сосуде (перестанут появляться пузырьки), нужно с осторожностью открыть пробку 1 л бутылки.

Домашний газированный минерализованный напиток готов к потреблению. Использование такого способа обеспечит приготовление состава, который по вкусовым свойствам превосходит магазинную газировку или домашнюю шипучку.

Вся самая важная и полезная информация о минеральной воде найдется в этом разделе.

Заключение

Простые рецепты минерализованной воды с газом или без несложно приготовить в домашних условиях. Напиток делают при помощи камней или способом брожения.

При газировании воды основные ингредиенты – сода с уксусом. Как варианты приготовления – добавление меда, цитрусовых. Экспериментируют с мандаринами, лаймом. В качестве натуральных ароматизаторов уместны травы.

Источник

Минерализируем воду в домашних условиях за 5 минут.

Есть люди которые практически не могут жить без минералки. Не той, что обычная газированная вода, а которая на вкус соленая. Притом желательно, чтобы вода эта была не газированная. Но, к сожалению, в магазинах именно минерализованная вода без газа мне не попадалась. Из-за этого обычно берешь газированную минералку и выпускаешь из нее «газики». Как-то в очередной раз купив минералку в магазине с названием «какой-то там источник номер 4» за 49 рублей, решил изучить ее состав. Там очень мелким шрифтом было написано:«Вода со скважины такой-то такого-то источника». А дальше была еще приписка, притом шрифтом, который я смог только под лупой рассмотреть.

Приписка мелким шрифтом: «Вода очищенная, подготовленная , искусственной минерализации». И приведен минеральный состав, основной компонент которого — бикарбонат кальция. Если все это на русский язык перевести.

Ребята, берут воду, самую обычную, водопроводную (просто в том месте, где эту воду разливают, водозабор берется из нескольких скважин, одна из которых и указанна на упаковке, и вроде как и не врут даже), потом в эту воду добавляют минералы в нужных пропорциях, газируют ее и разливают по бутылкам. Вот такой вот нехитрый бизнес. Себестоимость обычной воды, думаю всем известна, также как соли и соды. Прибыль просто нереальная. Но возникает мысль, зачем платить за то, что можно сделать точно также в домашних условиях.

Минералка в домашних условиях.

Итак, мы не будем делать состав идентичный магазинному по той причине, что у нас нет электронных весов. Состав подобран экспериментально, разводили мы на полтора литра, поскольку это оптимальный размер.Вода у нас не из скважины, а из обычного бытового фильтра.

На 1.5 литра воды нам понадобится:

Соды пищевой 0.5 чайной ложки.

Соли йодированной 1.4 чайной ложки.

Витаминный комплекс (самый простой аптечный) – одна таблетка на бутылку.

При такой дозировке соды получается примерно как магазинная минералка на подобие номера 4.

В принципе для любителей газированной минералки можно добавить чуть кислоты лимонной. Раньше бабушки так и делали «содовую». Те, кто с желудком маются, понимают, что «газики» — зло. А как замена обычно минералки такой способ вполне подходит. У автора блога теперь полторашка такой «минералки» стоит в холодильнике. Зачем платить за то, что можно сделать своими руками.

Себестоимость такой минералки ниже магазинной раз в 30 примерно. В принципе можно конечно ее и посчитать, но не думаю что она будет больше 2-3 рублей за литр.

P/S от автора блога.

Не всегда все, что дорого – качественно. Некоторые вещи реально делать своими руками. Из подобных примеров:как-то видели в магазине коптильню. Стоила она около 4 тысяч рублей. А мы такую же на даче сделали бесплатно. Понравилась статья, не забудьте палец вверх поставить. Поможете нам с постройкой дома. Если интересно что и как строим то вот обзорная статья.

Источник

Про установку и ремонт канализации

Как сделать ламинарный поток воды из крана. Ламинарное движение

Многочисленные экспериментальные исследования движущихся жидкостей позволили установить, что существуют два режима движения жидкостей. Наиболее полные лабораторные исследования режимов движения жидкостей провел английский физик О. Рейнольдс на установке (рис. 10.1), состоящей из резервуара с водой 1 ,

Рис. 10.1. Схема установки для демонстрации режимов движения жидкости

стеклянной трубки 7 с краном 8 и сосуда 4 с водным раствором краски, которая может подаваться тонкой струйкой внутрь стеклянной трубки 6 при открытии крана 5 . Заполнение сосуда 1 осуществляется из крана 2 с вентилем 3 .

При малых скоростях течения воды краска практически не перемешивается с ней и видны слоистый характер течения жидкости и отсутствие перемешивания.

Манометр, подсоединенный к трубе 7 (на схеме он не приведен), показывает неизменность давления p и скорости v, отсутствие колебаний (пульсаций). Это так называемоеламинарное течение (от латинского слова lamina -лента, полоска), т.е. ленточное, слоистое.

При постепенном увеличении скорости течения воды в трубе путем открытия крана 8 картина течения вначале не меняется, а затем при определенной скорости наступает быстрое ее изменение. Струйка краски начинает перемешиваться с потоком воды, становятся заметными вихреобразования и вращательное движение жидкости, причем происходят непрерывные пульсации давления и скоростей в потоке воды. Течение становится, как его принято называть,турбулентным (от латинского слова turbulentus – беспорядочный).

Если уменьшить скорость потока, то восстановится ламинарное течение.

Итак,ламинарным называется слоистое течение без перемешивания частиц жидкости и без пульсации скорости и давления. При таком течении все линии тока жидкости вполне определяются формой русла. При ламинарном течении в трубе все линии тока направлены параллельно оси трубы. Ламинарное течение является упорядоченным при постоянном напоре строго установившегося течения.Ламинарный режимнаблюдается преимущественно при движении вязких жидкостей (нефти, смазочных масел и т.п.), и менее вязких жидкостей при их течении с небольшими скоростями.

Турбулентным называется течение, сопровождающееся интенсивным перемешиванием жидкости и пульсацией скоростей и давления. Движение отдельных частиц оказывается хаотичным, беспорядочным. Наряду с осевым перемещением наблюдается вращательное и поперечное перемещение отдельных объемов жидкости. Этим и объясняются пульсации скоростей и давления. Рейнольдс установил, что основными факторами, определяющими характер движения жидкости, являются средняя скорость движения жидкости v, диаметр трубопровода D и кинематическая вязкость жидкости n. Учитывая влияние перечисленных факторов, Рейнольдс предложил цифровой безразмерный критерий определения режима движения жидкости

где Re – безразмерное число Рейнольдса или критерий Рейнольдса.

Зная параметры, входящие в правую часть этой формулы, можно расчетным путем найти значение Re.

Скорость , при которой для данной жидкости и определенного диаметра трубопровода происходит смена режимов движения, называется критической .

Как показывает опыт, для труб круглого сечения критическое значение числа Рейнольдса, при котором начинается турбулентный режим движения жидкости, равно 2320. Таким образом, критерий Рейнольдса позволяет судить о режиме движения жидкости в трубе.При Re 2320 — движение турбулентное.

ЛАМИНАРНОЕ ТЕЧЕНИЕ (от лат. lamina — пластинка) — упорядоченный режим течения вязкой жидкости (или газа), характеризующийся отсутствием перемешивания между соседними слоями жидкости. Условия, при к-рых может происходить устойчивое, т. е. не нарушающееся от случайных возмущений, Л. т., зависят от значения безразмерного Рейнольдса числа Re . Для каждого вида течения существует такое число R е Кр, наз. нижним критич. числом Рейнольдса, что при любом Re R е кр, принимая особые меры для предотвращения случайных возмущений, можно тоже получить Л. т., но оно не будет устойчивым и, когда возникнут возмущения, перейдёт в неупорядоченное турбулентное течение .Теоретически Л. т. изучаются с помощью Навье — Стокса уравнений движения вязкой жидкости. Точные решения этих ур-ний удаётся получить лишь в немногих частных случаях, и обычно при решении конкретных задач используют те или иные приближённые методы.

Представление об особенностях Л. т. даёт хорошо изученный случай движения в круглой цилиндрич. трубе. Для этого течения R е Кр 2200, где Re= ( — средняя по расходу скорость жидкости, d — диаметр трубы, — кинематич. коэф. вязкости, — динамич. коэф. вязкости, — плотность жидкости). Т. о., практически устойчивое Л. т. может иметь место или при сравнительно медленном течении достаточно вязкой жидкости или в очень тонких (капиллярных) трубках. Напр., для воды (=10 -6 м 2 /с при 20° С) устойчивое Л. т. с=1 м/с возможно лишь в трубках диаметром не более 2,2 мм.

При Л. т. в неограниченно длинной трубе скорость в любом сечении трубы изменяется по закону -(1 — —r 2 /а 2), где а — радиус трубы, r — расстояние от оси, — осевая (численно максимальная) скорость течения; соответствующий параболич. профиль скоростей показан на рис. а . Напряжение трения изменяется вдоль радиуса по линейному закону где = — напряжение трения на стенке трубы. Для преодоления сил вязкого трения в трубе при равномерном движении должен иметь место продольный перепад давления, выражаемый обычно равенством P 1 -P 2 где p 1 и р 2 — давления в к—н. двух поперечных сечениях, находящихся на расстоянии l друг от друга, — коэф. сопротивления, зависящий от для Л. т. . Секундный расход жидкости в трубе при Л. т. определяет Пуазейля закон . В трубах конечной длины описанное Л. т. устанавливается не сразу и в начале трубы имеется т. н. входной участок, на к-ром профиль скоростей постепенно преобразуется в параболический. Приближённо длина входного участка

Распределение скоростей по сечению трубы: а — при ламинарном течении; б — при турбулентном течении.

Когда при течение становится турбулентным, существенно изменяются структура потока, профиль скоростей (рис., 6 )и закон сопротивления, т. е. зависимость от Re (см. Гидродинамическое сопротивление ).

Кроме труб Л. т. имеет место в слое смазки в подшипниках, вблизи поверхности тел, обтекаемых маловязкой жидкостью (см. Пограничный слой ),при медленном обтекании тел малых размеров очень вязкой жидкостью (см., в частности, Стокса формула) . Теория Л. т. применяется также в вискозиметрии, при изучении теплообмена в движущейся вязкой жидкости, при изучении движения капель и пузырьков в жидкой среде, при рассмотрении течений в тонких плёнках жидкости и при решении ряда др. задач физики и физ. химии.

Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Механика сплошных сред, 2 изд., М., 1954; Лойцянский Л. Г., Механика жидкости и газа, 6 изд., М., 1987; Тар г С. М., Основные задачи теории ламинарных течений, М.- Л., 1951; Слезкин Н. А., Динамика вязкой несжимаемой жидкости, М., 1955, гл. 4 — 11. С. М. Тарг .

Под режимом течения жидкости понимают кинематику и динамику жидких макрочастиц, определяющую в совокупности структуру и свойства потока вцелом.

Режим движения определяется соотношением сил инерции и трения в потоке. Причем эти силы всегда действуют на жидкие макрочастицы при их движении в составе потока. Хотя это движение может быть вызвано различными внешними силами например силами гравитации и давления. Соотношение этих сил отражает , которое является критерием режима течения жидкости.

При низких скоростях движения частиц жидкости в потоке преобладают силы трения, числа Рейнольдса малы. Такое движение называется ламинарным .

При высоких скоростях движения частиц жидкости в потоке числа Рейнольдса велики, тогда в потоке преобладают силы инерции и эти силы определяют кинематику и динамику частиц, такой режим называется турбулентным

А если эти силы одного порядка (соизмеримы), то такую область называют — область перемежания .

Вид режима, в значительной мере, влияет на процессы происходящие в потоке, а значит и расчетные зависимости.

Схема установки для иллюстрации режимов течения жидкости показана на рисунке.

Жидкость из бака по прозрачному трубопроводу через кран поступает на слив. На входе в трубу установлена тонкая трубка по которой в центральную часть потока поступает красящее вещество.

Если немного приоткрыть кран, жидкость начнет протекать по трубопроводу с небольшой скоростью. При введении красящего вещество в поток можно будет увидеть как токая струйка красящего вещества в виде линии протекает от начала трубы до ее конца. Это свидетельствует о слоистом течении жидкости, без перемешивания и вихреообразования, и преобладании в потоке сил инерции.

Такой режим течения называется ламинарным .

Ламинарный режим — слоистое течение жидкости без перемешивания частиц,без пульсации скоростей и давлений, без перемешивания слоев и вихрей.

При ламинарном течении линии тока параллельны оси трубы, т.е. отсутствует поперечные потоку жидкости перемещения.

Турбулентый режим течения

При увеличении расхода через трубу в рассматриваемой установке скорость движения частиц жидкости будет увеличиваться. Струя красящей жидкости начнет колебаться.

Если открыть кран сильнее, расход через трубу увеличится.

Поток красящей жидкости начнет смешиваться с основным потоком, будут заметны многочисленные зоны вихреообразования, перемешивания, в потоке будут преобладать силы инерции. Такой режим течения называется турбулентным .

Турбулентый режим — течение, сопровождающееся интенсивным перемешиванием, смещением слоев друг относительно друга и пульсациями скоростей и давлений.

При турбулентном течении векторы скоростей имеют не только осевые, но и нормальные к оси русла составляющие.

От чего зависит режим течения жидкости

Режим течения зависит от скорости движения частиц жидкости в трубопроводах, геометрии трубопровода.

Как было отмечено ранее, О режиме течения жидкости в трубопроводе позволяет судить критерий Рейнольдса, отражающий отношение сил инерции к силам вязкого трения .

• При числах Рейдольдса ниже 2300 можно говорить о ламинарном движении частиц (в некоторых источниках указывается цифра 2000)
• Если критерий Рейнольдса больше 4000, то режим течения — турбулентный
• Числа Рейднольдса от 2300 до 4000 свидетельствуют о переходном режиме течения жидкости

) перемещается как бы слоями, параллельными направлению течения. Л. т. наблюдается или у очень вязких жидкостей, или при течениях, происходящих с достаточно малыми скоростями, а также при медленном обтекании жидкостью тел малых размеров. В частности, Л. т. имеют место в узких (капиллярных) трубках, в слое смазки в подшипниках, в тонком пограничном слое, образующемся вблизи поверхности тел при обтекании их жидкостью или газом, и др. С увеличением скорости движения данной жидкости Л. т. в нек-рый момент переходит в . При этом существенно изменяются все его св-ва, в частности структура потока, профиль скоростей, закон сопротивления. Режим течения жидкости характеризуется Рейнольдса числом Re. Когда значение Re меньше критич. числа Reкр, имеет место Л. т. жидкости; если Re > Reкр, течение становится турбулентным. Значение Reкр зависит от вида рассматриваемого течения. Так, для течения в круглых трубах ReKp »2300 (если характерной скоростью считать среднюю по сечению , а характерным размером — диаметр трубы). При Reкр

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия . Главный редактор А. М. Прохоров . 1983 .

(от лат. lamina — пластинка) — упорядоченный режим течения вязкой жидкости (или газа), характеризующийся отсутствием перемешивания между соседними слоями жидкости. Условия, при к-рых может происходить устойчивое, т. е. не нарушающееся от случайных возмущений, Л. т., зависят от значения безразмерного Рейнольдса числа Re. Для каждого вида течения существует такое число R е Кр, наз. нижним критич. числом Рейнольдса, что при любом Re R е кр, принимая особые для предотвращения случайных возмущений, можно тоже получить Л. т., но оно не будет устойчивым и, когда возникнут возмущения, перейдёт в неупорядоченное турбулентное течение. Теоретически Л. т. изучаются с помощью Навье — Стокса уравнений движения вязкой жидкости. Точные решения этих ур-ний удаётся получить лишь в немногих частных случаях, и обычно при решении конкретных задач используют те или иные приближённые методы.

Представление об особенностях Л. т. даёт хорошо изученный случай движения в круглой цилиндрич. трубе. Для этого течения R е Кр 2200, где Re= ( — средняя по расходу скорость жидкости, d — диаметр трубы, — кинематич. коэф. вязкости, — динамич. коэф. вязкости, — плотность жидкости). Т. о., практически устойчивое Л. т. может иметь место или при сравнительно медленном течении достаточно вязкой жидкости или в очень тонких (капиллярных) трубках. Напр., для воды (=10 -6 м 2 /с при 20° С) устойчивое Л. т. с =1 м/с возможно лишь в трубках диаметром не более 2,2 мм.

При Л. т. в неограниченно длинной трубе скорость в любом сечении трубы изменяется по закону -(1 — —r 2 / а 2), где а — радиус трубы, r — расстояние от оси, — осевая (численно максимальная) скорость течения; соответствующий параболич. профиль скоростей показан на рис. а. Напряжение трения изменяется вдоль радиуса по линейному закону где = — напряжение трения на стенке трубы. Для преодоления сил вязкого трения в трубе при равномерном движении должен иметь место продольный перепад давления, выражаемый обычно равенством P 1 -P 2 где p 1 и р 2 — давления в к.-н. двух поперечных сечениях, находящихся на расстоянии l друг от друга, — коэф. сопротивления, зависящий от для Л. т. . Секундный жидкости в трубе при Л. т. определяет Пуазейля закон. В трубах конечной длины описанное Л. т. устанавливается не сразу и в начале трубы имеется т. н. входной участок, на к-ром профиль скоростей постепенно преобразуется в параболический. Приближённо длина входного участка

Распределение скоростей по сечению трубы: а — при ламинарном течении; б — при турбулентном течении.

Когда при течение становится турбулентным, существенно изменяются структура потока, профиль скоростей (рис., 6 )и закон сопротивления, т. е. зависимость от Re (см. Гидродинамическое сопротивление).

Кроме труб Л. т. имеет место в слое смазки в подшипниках, вблизи поверхности тел, обтекаемых маловязкой жидкостью (см. Пограничный слой), при медленном обтекании тел малых размеров очень вязкой жидкостью (см., в частности, Стокса формула). Теория Л. т. применяется также в вискозиметрии, при изучении теплообмена в движущейся вязкой жидкости, при изучении движения капель и пузырьков в жидкой среде, при рассмотрении течений в тонких плёнках жидкости и при решении ряда др. задач физики и физ. химии.

Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Механика сплошных сред, 2 изд., М., 1954; Лойцянский Л. Г., Механика жидкости и газа, 6 изд., М., 1987; Тар г С. М., Основные задачи теории ламинарных течений, М.- Л., 1951; Слезкин Н. А., Динамика вязкой несжимаемой жидкости, М., 1955, гл. 4 — 11. С. М. Тарг.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия . Главный редактор А. М. Прохоров . 1988 .

Смотреть что такое «ЛАМИНАРНОЕ ТЕЧЕНИЕ» в других словарях:

Ламинарное течение — (от латинского lamina пластинка, полоска), упорядоченное течение жидкости или газа, при котором жидкость (газ) перемещается как бы слоями, параллельными направлению течения. Ламинарное течение наблюдается или при течениях, происходящих с… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

— (от лат. lamina пластинка полоска), течение, при котором жидкость (или газ) перемещается слоями без перемешивания. Существование ламинарного течения возможно только до определенного, т. н. критического, значения Рейнольдса числа Reкр. При Re,… … Большой Энциклопедический словарь

— (от лат. lamina пластинка, полоска * a. laminar flow; н. Laminarstromung, laminare Stromung; ф. ecoulement laminaire, courant laminaire; и. corriente laminar, torrente laminar) упорядоченное течение жидкости или газа, при к ром жидкость… … Геологическая энциклопедия

— (от латинского lamina пластинка, полоска) вязкой жидкости течение, в котором частицы среды движутся упорядоченно по слоям и процессы переноса массы, импульса и энергии между слоями происходят на молекулярном уровне. Типичным примером Л. т.… … Энциклопедия техники

ЛАМИНАРНОЕ ТЕЧЕНИЕ, спокойное течение жидкости или газа без перемешивания. Жидкость или газ перемещаются слоями, которые скользят друг относительно друга. По мере того, как увеличивается скорость движения слоев, или по мере уменьшения вязкости… … Научно-технический энциклопедический словарь — движение вязкой жидкости (или газа), при котором жидкость (или газ) перемещается отдельными параллельными слоями без завихрений и перемешивания друг с другом (в отличие от турбулентного (см.)). Вследствие этого (напр. в трубе) эти слои имеют… … Большая политехническая энциклопедия

ламинарное течение — Спокойное, упорядоченное движение воды или воздуха, перемещающихся параллельно направлению течения, в отличие от турбулентного течения … Словарь по географии

Гидродинамика является важнейшим разделом физики, который изучает законы движения жидкости в зависимости от внешних условий. Важным вопросом, который рассматривается в гидродинамике, является вопрос определения ламинарного и турбулентного течения жидкости.

Что такое жидкость?

Чтобы лучше понять вопрос ламинарного и турбулентного течения жидкости, необходимо для начала рассмотреть, что собой представляет эта субстанция.

Жидкостью в физике называют одно из 3-х агрегатных состояний материи, которое при заданных условиях способно сохранять свой объем, но которая при воздействии минимальных тангенциальных сил изменяет свою форму и начинает течь. В отличие от твердого тела, в жидкости не возникают силы сопротивления внешнему воздействию, которые бы стремились вернуть ее исходную форму. От газов же жидкость отличается тем, что она способна сохранять свой объем при постоянном внешнем давлении и температуре.

Параметры, описывающие свойства жидкостей

Вопрос ламинарного и турбулентного течение определяется, с одной стороны, свойствами системы, в которой рассматривается движение жидкости, с другой же стороны, характеристиками текучей субстанции. Приведем основные свойства жидкостей:

• Плотность. Любая жидкость является однородной, поэтому для ее характеристики используют эту физическую величину, отражающую количество массы текучей субстанции, которая приходится на ее единицу объема.
• Вязкость. Эта величина характеризует трение, которое возникает между различными слоями жидкости в процессе ее течения. Так как в жидкостях потенциальная энергия молекул приблизительно равна их кинетической энергии, то она обуславливает наличие некоторой вязкости в любых реальных текучих субстанциях. Это свойство жидкостей является причиной потери энергии в процессе их течения.
• Сжимаемость. При увеличении внешнего давления всякая текучая субстанция уменьшает свой объем, однако, для жидкостей это давление должно быть достаточно велико, чтобы незначительно уменьшить занимаемый ими объем, поэтому для большинства практических случаев, это агрегатное состояние полагают несжимаемым.
• Поверхностное натяжение. Эта величина определяется работой, которую необходимо затратить, чтобы образовать единицу поверхности жидкости. Существование поверхностного натяжения обусловлено наличием сил межмолекулярного взаимодействия в жидкостях, и определяет их капиллярные свойства.

Ламинарное течение

Изучая вопрос турбулентного и ламинарного течения, рассмотрим сначала последнее. Если для жидкости, которая находится в трубе, создать разность давлений на концах этой трубы, то она начнет течь. Если течение субстанции является спокойным, и каждые ее слой перемещается вдоль плавной траектории, которая не пересекает линии движения других слоев, тогда говорят о ламинарном режиме течения. Во время него каждая молекула жидкости перемещается вдоль трубы по определенной траектории.

Особенностями ламинарного течения являются следующие:

• Перемешивания между отдельными слоями текучей субстанции не существует.
• Слои, находящиеся ближе к оси трубы, движутся с большей скоростью, чем те, которые расположены на ее периферии. Этот факт связан с наличием сил трения между молекулами жидкости и внутренней поверхностью трубы.

Примером ламинарного течения являются параллельные струи воды, которые вытекают из душа. Если в ламинарный поток добавить несколько капель красителя, то можно видеть, как они вытягиваются в струю, которая продолжает свое плавное течение, не перемешиваясь в объеме жидкости.

Турбулентное течение

Этот режим кардинальным образом отличается от ламинарного. Турбулентное течение представляет собой хаотический поток, в котором каждая молекула движется по произвольной траектории, которую можно предсказать лишь в начальный момент времени. Для этого режима характерны завихрения и кругообразные движения небольших объемов в потоке жидкости. Тем не менее, несмотря на хаотичность траекторий отдельных молекул, общий поток движется в определенном направлении, и эту скорость можно характеризовать некоторой средней величиной.

Примером турбулентного течения является поток воды в горной реке. Если капнуть краситель в такой поток, то можно видеть, что в первоначальный момент времени появится струя, которая начнет испытывать искажения и небольшие завихрения, а затем исчезнет, перемешавшись во всем объеме жидкости.

От чего зависит режим течения жидкости?

Ламинарный или турбулентный режимы течения зависят от соотношения двух величин: вязкости текучей субстанции, определяющей трение между слоями жидкости, и инерционных сил, которые описывают скорость потока. Чем более вязкая субстанция, и чем меньше скорость ее течения, тем выше вероятность появления ламинарного потока. Наоборот, если вязкость жидкости мала, а скорость ее передвижения велика, то поток будет турбулентным.

Ниже приводится видео, которое наглядно поясняет особенности рассматриваемых режимов течения субстанции.

Как определить режим течения?

Для практики этот вопрос очень важен, поскольку ответ на него связан с особенностями движения объектов в текучей среде и величиной энергетических потерь.

Переход между ламинарным и турбулентным режимами течения жидкости можно оценить, если использовать так называемые числа Рейнольдса. Они являются безразмерной величиной и названы в честь фамилии ирландского инженера и физика Осборна Рейнольдса, который в конце XIX века предложил их использовать для практического определения режима движения текучей субстанции.

Рассчитать число Рейнольдса (ламинарное и турбулентное течение жидкости в трубе), можно по следующей формуле: Re = ρ*D*v/μ, где ρ и μ — плотность и вязкость субстанции, соответственно, v — средняя скорость ее течения, D — диаметр трубы. В формуле числитель отражает инерционные силы или поток, а знаменатель определяет силы трения или вязкость. Отсюда можно сделать вывод, что, если число Рейнольдса для рассматриваемой системы имеет большую величину, значит, жидкость течет в турбулентном режиме, и наоборот, маленькие числа Рейнольдса говорят о существовании ламинарного потока.

Конкретные значения чисел Рейнольдса и их использование

Как было сказано выше, можно использовать для определения ламинарного и турбулентного течения число Рейнольдса. Проблема состоит в том, что оно зависит от особенностей системы, например, если труба будет иметь неровности на своей внутренней поверхности, то турбулентное течение воды в ней начнется при меньших скоростях потока, чем в гладкой.

Статистические данные многих экспериментов показали, что независимо от системы и природы текучей субстанции, если число Рейнольдса меньше 2000, то имеет место ламинарное движение, если же оно больше 4000, то поток становится турбулентным. Промежуточные значения чисел (от 2000 до 4000) говорят о наличии переходного режима.

Указанные числа Рейнольдса используются для определения движения различных технических объектов и аппаратов в текучих средах, для исследования течения воды по трубам разной формы, а также играют важную роль при изучении некоторых биологических процессов, например, движение микроорганизмов в кровяных сосудах человека.

Источник