Turbulencija
From Wikipedia, the free encyclopedia
Turbulencija (lat. : nemiran, uzburkan) je nepravilno vrtložno strujanje koje se javlja u tečnosti i gasu kada se ono usporava zbog prolaska pored čvrstih tela ili kada brzina strujanja prelazi određenu granicu. U dinamici fluida, turbulencija ili turbulentni tok je kretanje tečnosti koje karakteriše haotična promena pritiska i brzine protoka. Ona je u suprotnosti sa laminarnim tokom, koji nastaje kada tečnost teče u paralelnim slojevima, bez poremećaja između tih slojeva.[1] Za turbulentno strujanje karakteristično je da pored srednje brzine strujanja, svaka čestica tečnosti ili gasa ima još i dodatnu brzinu koja može biti delimično u smeru glavnog strujanja, delimično suprotna smeru strujanja. Po tome se razlikuje turbulentno od laminarnog strujanja, u kojem nema dodatnih brzina. Pod određenim uslovima uz turbulenciju pojavljuje se i kavitacija. U atmosferi je strujanje vazduha (vetra) gotovo uvek turbulentno.
Turbulencija se često uočava u svakodnevnim pojavama kao što su surfanje, brze reke, gromoglasni olujni oblaci ili dim iz dimnjaka, i većina protoka tečnosti koji se javljaju u prirodi ili su stvoreni u inženjerskim primenama su turbulentni.[2][3]:2 Turbulencija nastaje usled prekomerne kinetičke energije u delovima protoka tečnosti, čime se prevazilazi efekat prigušivanja viskoznosti tečnosti. Iz tog razloga turbulencija se obično realizuje u fluidima sa niskim viskozitetom. Generalno gledano, u turbulentnom protoku javljaju se nestabilni vrtlozi mnogih veličina koji međusobno deluju, što posledično dovodi do povlačenja usled povećanja efekata trenja. To povećava energiju potrebnu za ispumpavanje tečnosti kroz cev. Turbulencija se može iskoristiti, na primer, u uređajima poput aerodinamičkih spojlera na avionima kojima se „narušava“ laminarni tok kako bi povećala vuča i smanjilo podizanje.
Pojava turbulencije može se predvideti bezdimenzionalnim Reinoldsovim brojem, odnosom kinetičke energije prema viskoznom prigušivanju u protoku tečnosti. Međutim, turbulencija se dugo opirala detaljnoj fizičkoj analizi, i interakcije unutar turbulencije stvaraju veoma složen fenomen. Ričard Fajnman je opisao turbulenciju kao najvažniji nerešeni problem klasične fizike.[4]