О числе Рейнольдса.

[Anik]

Хочу возвратиться к схеме установки Рейнольдса. Я бы поставил эксперимент по-другому. 
Приходилось ли кому-нибудь размешивать алюминиевую пудру в растворителе, чтобы получить краску - серебрянку? Частички пудры отлично показывают движение слоёв жидкости относительно друг-друга.
Ещё одно явление, которое мне приходилось наблюдать в Томске. В Академ городке, в институте Оптики Атмосферы был Лидар (лазерный радар).
Однажды вечером зимой я стоял на автобусной остановке. Была метель. Луч лазера, какой-то оптикой развернули в плоский клин и направили в небо.
Я уводел поразительно красивую картину, как освещённые потоки снежинок закручивались в вихри. Когда просто смотришь на пургу, то видна мешанина снежинок, а когда снежинки освещены в плоскости, то отлично видны завихрения потока. Следует заметить, что засветка воздуха лидаром, очевидно, не вносит никаких возмущений в поток воздуха.
Вот я и предлагаю: создать в жидкости суспензию нерастворимых в ней частиц и пропускать эту смесь через прозрачную трубу. А за движением частиц в некотором осевом сечении тубы можно наблюдать освещая трубу через узкую щель, причём сама труба должна быть в темном помещении.  Останется только регулировать скорость потока жидкости по такой трубе. Никаких трубочек с подкрашенной жидкостью, вносящих возмущение в ламинарный поток уже не нужно.

[Купуте]

Source of the post Вот я и предлагаю: создать в жидкости суспензию нерастворимых в ней частиц и пропускать эту смесь через прозрачную трубу. А за движением частиц в некотором осевом сечении тубы можно наблюдать освещая трубу через узкую щель, причём сама труба должна быть в темном помещении.

Мысль верная, но запоздалая лет на 50. Гуглите оптические/лазерные расходомеры.

[Anik]

Ну, да ладно. Вот когда я работал в ТПУ на кафедре сопромата и моём единоличном распоряжении была целая мастерская с токарным, фрезерным, сверлильным станком, и там же на другой кафедре работал мой друг с электроискровым проволочным станком с ЧПУ, я мог изготавливать что душе угодно. Но сейчас на пенсии, и мне установку Рейнольдса по своей задумке уже не создать. Но, может быть кто-нибудь, прочитав мои измышлизмы и повторит опыты Рейнольдса, и установит всё-таки экспериментально, что увеличение диаметра трубопровода, при той же скорости течения жидкости (средней), не должно приводить к турбулентности потока. Это только мои мечты.
Можно заниматься только теоретическими измышлениями.
Вот течёт широкая река по прямому руслу по равнине, разве у неё течение турбулентное? У океанских течений движение воды тоже не турбулентно, а характерные диаметры потоков о-го-го сколь велики.

[Anik]

Лазерные расходомеры это маленько не то, они специализированы на измерении расхода или скорости взвешенных частиц. Чтобы судить о характере движения: ламинарное или турбулентное автоматически, нужен ИИ, или техническое зрение.
У меня принцип похожий, но тип движения определяется визуально.

[Andrew58]

С сожалением можно констатировать только то, что число Рейнольдса во многих экспериментах оправдало своё теоретическое и практическое применение в качестве критерия подобия. Одна (только одна!) из возможных его физических интерпретаций - это линейный масштаб возможных макроскопических возмущений потока относительно характерных размеров, на которых рассматривается поток.Здесь простые интуитивные соображения не очень хорошо работают.

[grigoriy]

Source of the post Что-то здесь не вяжется с физическим смыслом. Я согласен с тем

Source of the post у меня тоже некоторые сомнения.

Source of the post что для меня сомнительно.

Source of the post надо разобраться с основами, чем я здесь и хочу заняться.

Нет сомнений, что вся прошлая и современная наука за Аником - как за каменной стеной.
Здорово, когда кто-то стоит на страже.

[Anik]

Source of the post Нет сомнений, что вся прошлая и современная наука за Аником - как за каменной стеной. Здорово, когда кто-то стоит на страже.

Немного не так. Просто я любопытный и хочу разобраться с физическим смыслом явлений, а не просто тупо применять какие-то формальные правила. Вот обезьяну надрессировали гасить костёр на плоту из ведра с водой, и она всегда так делала. Когда же ей посунули пустое ведро, то она не догадалась зачерпнуть воды из озера, хотя боялась огня от разгорающегося костра.

Source of the post Здесь простые интуитивные соображения не очень хорошо работают.

Значит, интуитивные соображения были ошибочны. Если наши интуитивные представления расходится с реальностью, то надо корректировать наши представления, а не подгонять под них реальность.
 

[Anik]

Народ молчит, значит согласны с моими замечаниями.

Вот на этом чертеже установки не показаны её размеры. Как думают форумчане, Зависит ли тип течения жидкости от масштаба этой картинки?
Вот мы подобрали такие размеры и расходы, что течение жидкости по трубе 2 ламинарное. Теперь увеличиваем размеры пропорционально в два раза. Течение в трубе 2 станет турбулентным?
Ведь уровень воды в баке станет в два раза выше и давление жидкости на входе в трубу 2 возрастёт. Диаметр трубы 2 тоже увеличится в два раза, а площадь сечения в 4 раза, значит и скорость потока жидкости тоже возрастет. увеличится число Рейнольдса по формуле:

Вот Рейнольдсу нужно было увеличивать не только диаметр трубы 2, оставляя другие размеры неизменными, а увеличив диаметр трубы нужно было увеличить и её длину.
Вот если я возьму трубку с диаметром в сантиметр и длиной в 1 метр и увижу, что течение жидкости по ней ламинарно, то взяв "трубку" диаметром в один метр и с прежней длиной в 1 м, я могу надеяться на то, что течение жидкости по такой трубе останется ламинарным?

[Anik]

Вот меня в физике вводит в недоумение такая метода изложения её основ: говоря о числе Рейнодса нам показывают установку почти трёхсотлетней давности. Говоря о термодинамике и цикле Карно, нам рассказывают о размышлениях Карно, когда ещё царствовало представления о теплороде. Возникает впечатление, что наука физика стоит на месте.
 Опаты Майкельсона и Морли многократно повторялись, а почему бы, говоря о числе Рейнольдса, не показать современные опыты в этом направлении, на основе современных возможностей экспериментальной базы, с подробным описанием схемы эксперимента и полученными данными? А то колоссальные средства тратятся на создание БАКов, а по поводу других экспериментов фундаментального характера - молчок..

[Anik]

Что-то активность слабовата... Я пишу, а всё проваливается как в чёрную дыру, ну нет обратной связи.
Вот раньше, делая ремонт в квартире и разводя гашёную известь для побелки, я обратил внимание, что по мере добавления сметаны извести в воду, время остановки раствора после размешивания сокращается. Причём, движение раствора в ведре останавливается сразу скачком, а не происходит постепенно с затуханием по экспоненте.
Вот, если в некоторый термоизолированный сосуд с вакуумом запустить порцию газа, то очевидно, что газ будет в сосуде двигаться в виде некоторых струй. Движение газа в сосуде мы можем назвать турбулентным. Но, спустя некоторое время газ придёт в термодинамическое равновесие. Это время можно охарактеризовать как время релаксации. Механическая энергия движения струй газа перейдёт в конце концов в тепловую энергию газа в сосуде, а движение газа прекратится.
Следует ожидать, что чем больше вязкость среды, тем меньше время релаксации (успокоения) движения этой среды. После того, как движение струй практически прекратилось мы можем говорить о "ламинарном" состоянии среды в сосуде, хотя среда никуда не движется, поэтому слово "ламинарное" взято в кавычках.
Очевидно также, что чем больше сосуд, при одной и той же вязкости среды, то тем больше время релаксации.
Вот теперь можно рассмотреть и движение жидкости по круглой трубе постоянного сечения. Если диаметр трубы достаточно велик, а жидкая среда поступает в трубу возмущённая, то не стоит ожидать, что течение в трубе станет ламинарным раньше времени релаксации, а за это время жидкость достаточно далеко продвинется по трубе, что зависит ещё и от скорости течения жидкости.
При движении жидкости по широким руслам наблюдаются ещё возмущающие факторы: неоднородности дна, глубины и ширины потока, повороты русла и т.п. Если эти возмущения столь часты, что поток не успевает стать стационарным, то тоже не стоит надеятся на то, что поток станет ламинарным.
Каковы соображения форумчан по этому поводу?