i fysik har væskestrøm ALLE slags aspekter — stabil eller ustabil, komprimerbar eller ukomprimerbar, viskøs eller ikke-viskøs og roterende eller irrotational, for at nævne nogle få. Nogle af disse egenskaber afspejler egenskaberne af væsken selv, og andre fokuserer på, hvordan væsken bevæger sig.
Bemærk, at væskestrømmen kan blive meget kompleks, når den bliver turbulent. Fysikere har ikke udviklet nogen elegante ligninger til at beskrive turbulens, fordi hvordan turbulens fungerer afhænger af det enkelte system — uanset om du har vand, der kaskader gennem et rør eller luft strømmer ud af en jetmotor. Normalt skal du ty til computere for at håndtere problemer, der involverer væsketurbulens.
væskens jævnhed: stabil eller ustabil strømning
væskestrømmen kan være stabil eller ustabil, afhængigt af væskens hastighed:
-
rolig. I stabil væskestrøm er væskens hastighed konstant på ethvert tidspunkt.
-
usikker. Når strømmen er ustabil, kan væskens hastighed variere mellem to punkter.
Antag for eksempel, at du sidder ved siden af en strøm, og bemærk, at vandstrømmen ikke er stabil: du ser hvirvler og returskyl og alle slags hvirvlende. Forestil dig hastighedsvektorer for hundrede punkter i vandet, og du får et godt billede af ustabil strømning — hastighedsvektorerne kan pege over hele kortet, selvom hastighedsvektorerne generelt følger strømens samlede gennemsnitlige strømning.
væskekomprimerbarhed: Komprimerbar eller ukomprimerbar strømning
væskestrøm kan være komprimerbar eller ukomprimerbar, afhængigt af om du let kan komprimere væsken. Væsker er normalt næsten umulige at komprimere, mens gasser (også betragtes som en væske) er meget komprimerbare.
et hydraulisk system fungerer kun, fordi væsker er ukomprimerbare — det vil sige, når du øger trykket et sted i det hydrauliske system, øges trykket for at matche overalt i hele systemet. Gasser er derimod meget komprimerbare-selv når dit cykeldæk strækkes til sin grænse, kan du stadig pumpe mere luft ind i det ved at skubbe ned på stemplet og klemme det ind.
Væsketykkelse: viskøs eller ikke-viskøs strømning
væskestrøm kan være viskøs eller ikke-viskøs. Viskositet er et mål for tykkelsen af en væske, og meget gloppy væsker såsom motorolie eller shampoo kaldes viskøse væsker.
viskositet er faktisk et mål for friktion i væsken. Når en væske strømmer, gnider væskelagene mod hinanden, og i meget tyktflydende væsker er friktionen så stor, at strømningslagene trækker mod hinanden og hæmmer denne strømning.
viskositeten varierer normalt med temperaturen, fordi når molekylerne i en væske bevæger sig hurtigere (når væsken er varmere), kan molekylerne lettere glide over hinanden. Så når du hælder pandekagesirup, kan du for eksempel bemærke, at den er meget tyk i flasken, men sirupen bliver ret løbende, når den spredes over de varme pandekager og opvarmes.
flydende spinding: Rotations-eller irrotationsstrøm
væskestrøm kan være rotations-eller irrotationsstrøm. Hvis du, når du rejser i en lukket sløjfe, tilføjer alle komponenterne i væskehastighedsvektorerne langs din sti, og slutresultatet ikke er nul, er strømmen roterende.
for at teste, om en strøm har en rotationskomponent, kan du sætte en lille genstand i strømmen og lade strømmen bære den. Hvis den lille genstand spinder, er strømmen roterende; hvis objektet ikke spinder, er strømmen irrotational.
se for eksempel på vandet, der strømmer i en bæk. Det hvirvler rundt sten, curling omkring forhindringer. På sådanne steder har vandstrømmen en rotationskomponent.
nogle strømme, som du måske tror er roterende, er faktisk irrotationelle. For eksempel væk fra centrum er en hvirvel faktisk en irrotationsstrøm! Du kan se dette, hvis du ser på vandet, der dræner fra dit badekar. Hvis du placerer en lille flydende genstand i strømmen, går den rundt om plughullet, men det spinder ikke om sig selv; derfor er strømmen irrotational.
på den anden side kan strømme, der ikke har nogen tilsyneladende rotation, faktisk være roterende. Tag for eksempel en forskydningsstrøm. I en forskydningsstrøm bevæger al væske sig i samme retning, men væsken bevæger sig hurtigere på den ene side. Antag, at væsken bevæger sig hurtigere til venstre end til højre. Væsken bevæger sig slet ikke i en cirkel, men hvis du placerer en lille flydende genstand i denne strømning, er strømmen på venstre side af objektet lidt hurtigere, så objektet begynder at dreje. Strømmen er roterende.