Свободно падающая вода из крана превращается из ламинарной в турбулентную

Почему вода, текущая (свободно падающая) из крана, через некоторое расстояние становится турбулентной?

введите описание изображения здесь

Радиус в точке отвода = 0,4 см. Расстояние от точки отвода, где начинается завихрение = прибл. 15 см. Радиус в месте, где начинается завихрение, составляет прибл. 0,1 см. При таком расходе кран наполняет 10 мл примерно за 5 секунд.

Я пытался использовать число Рейнольдса... но оно не в турбулентной области.

введите описание изображения здесь

Ответы (2)

струи жидкости, ламинарные и небольшого диаметра, при падении вытягиваются в более тонкие струи, потому что головной конец струи движется быстрее, чем хвостовой конец, еще прикрепленный к источнику воды.

Когда диаметр струи становится достаточно малым, возникает так называемая неустойчивость Рэлея , при которой струя самопроизвольно распадается на отдельные капли. Все, что требуется, — это очень маленькое возмущение струи, чтобы вызвать это разрушение, в результате чего струя распадается на падающий поток капель с определенным размером и расстоянием между последовательными каплями.

Ни разу в этом процессе течение не становится турбулентным.

Поток не становится турбулентным. Именно взаимодействие между гравитацией и поверхностным натяжением приводит к распаду на капли.

Под действием гравитации жидкость будет ускоряться. Мы знаем из сохранения массы, что площадь поперечного сечения будет уменьшаться. Вы также можете увидеть это на картинке.

Поверхностное натяжение первоначально удерживает воду в виде одного потока. Однако дальше по течению сила поверхностного натяжения в горизонтальном направлении становится большей из-за меньшей кривизны. Поверхностное натяжение в вертикальном направлении значительно слабее, поэтому поток распадается на капли.

Не могли бы вы объяснить последний абзац, что касается горизонтального поверхностного натяжения и о какой кривизне идет речь?
Вы также можете увидеть это на картинке. Блин, твои глаза должны быть намного лучше моих. Но ОП не спрашивает о разрыве. Он спрашивает о том, что поток становится турбулентным.
@NavoneelKarmakar Может быть, эта ссылка полезна: en.wikipedia.org/wiki/Fluid_thread_breakup Таким образом, поверхностное натяжение в горизонтальном направлении удерживает поток вместе
@Gert Поток не становится турбулентным. Кроме того, изображение явно фокусируется на каплях.
@Bernhard Да, я думаю, что поток скорее распадается, чем становится бурным. Я не знал об этой концепции и думал, что это связано с турбулентностью.
@Gert На картинке он почти в два раза шире у выхода, чем когда он распадается. Вы можете наблюдать это с любым краном.
Свободно падающая вода из крана превращается из ламинарной в турбулентную
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v