Кіріспе
Сұйықтар механикасында, тығырық ағыны – құбырдағы сұйықтың жылдамдық профилінің қарапайым моделі. Тығырық ағынында сұйықтың жылдамдығы құбыр осіне перпендикуляр кез келген қимасы бойынша тұрақты деп есептеледі. Тығырық ағыны моделі құбырдың ішкі қабырғасына іргелес шекаралық қабаттың жоқтығын болжайды. Тығырық ағыны моделінің көптеген практикалық қолданыстары бар. Мысалы, химиялық реакторларды жобалауда қолданылады. Реактор арқылы сұйық "тығырықтары" өтетін жағдайда араласудың болмауы ескеріледі. Бұл реактордың түрленуін және шығыс температурасын анықтау үшін интегралдау қажеттілігін тудыратын дифференциалдық теңдеулерге әкеледі. Басқа да қарапайымдауларға толық радиалды араласу және біртекті орталық құрылым жатады. Тығырық ағыны моделінің артықшылығы – мәселенің шешімінің ешбір бөлігі "ағысқа қарсы" таратылмайды. Бұл тек бастапқы шарттарды білгенде дифференциалдық теңдеудің нақты шешімін есептеуге мүмкіндік береді. Қосымша итерациялар қажет емес. Әрбір "тығырықтың" күйі алдыңғы тығырықтың күйі белгілі болған жағдайда дербес шешіледі. Жылдамдық профилі толық дамыған шекаралық қабаттан тұратын ағын моделі құбыр ағыны деп аталады. Ламинарлық құбыр ағынында жылдамдық профилі параболалық болады.
In fluid mechanics, plug flow is a simple model of the velocity profile of a fluid flowing in a pipe. In plug flow, the velocity of the fluid is assumed to be constant across any cross section of the pipe perpendicular to the axis of the pipe. The plug flow model assumes there is no boundary layer adjacent to the inner wall of the pipe. The plug flow model has many practical applications. One example is in the design of chemical reactors. Essentially no back mixing is assumed with "plugs" of fluid passing through the reactor. This results in differential equations that need to be integrated to find the reactor conversion and outlet temperatures. Other simplifications used are perfect radial mixing and a homogeneous bed structure. An advantage of the plug flow model is that no part of the solution of the problem can be perpetuated "upstream". This allows one to calculate the exact solution to the differential equation knowing only the initial conditions. No further iteration is required. Each "plug" can be solved independently provided the previous plug's state is known. The flow model in which the velocity profile consists of the fully developed boundary layer is known as pipe flow. In laminar pipe flow, the velocity profile is parabolic.
Тағайындау
Құбырлардағы ағын үшін, егер ағын турбулентті болса, құбыр қабырғасынан пайда болатын ламинарлық қабаттың қалыңдығы соншалықты жұқа болады, оны ескермеуге болады. Егер қабаттың қалыңдығы құбыр диаметрінен (<<D) әлдеқайда аз болса, тосқауыл ағынына қол жеткізіледі. Мұндағы Дарси сүргі коэффициенті (жоғарыдағы теңдеуден немесе Мюди диаграммасынан), қабаттың қалыңдығы, құбыр диаметрі, тығыздық, сүргі жылдамдығы (сұйықтың нақты жылдамдығы емес), тосқауылдың орташа жылдамдығы (құбырда), қабырғадағы серпілу және құбырдың ұзындығы бойындағы қысымның төмендеуі. құбырдың салыстырмалы тегіссіздігі. Бұл режимде қысымның төмендеуі тұтқырлықпен анықталатын ламинарлық серпілу стресінен гөрі инерциямен анықталатын турбуленттік серпілу стресінен туындайды.