Turbulenssi

Tähän artikkeliin tai osioon ei ole merkitty lähteitä, joten tiedot kannattaa tarkistaa muista tietolähteistä. Voit auttaa Wikipediaa lisäämällä artikkeliin tarkistettavissa olevia lähteitä ja merkitsemällä ne ohjeen mukaan.

Turbulenssi on kaasun tai nesteen virtauksen nopeaa nopeuden ja suunnan muutosta ajan suhteen eli heilahduksia. Turbulenssin määritelmä ei ole yksiselitteinen. Heilahdukset ovat kolmiulotteisia ja lisäävät aineen sisäistä sekoittumista, jolloin muun muassa lämmönsiirto ja kemikaalien jne. pitoisuuksien tasaantuminen tehostuvat huomattavasti, esimerkiksi kymmenkertaiseksi. Jos heilahduksia ei ole, niin virtaviivat (esimerkiksi pölyhiukkasten radat) eivät risteä, jolloin kyseessä on laminaarinen virtaus, jonka vastus on pienempi.

Laminaari virtaus muuttuu turbulentiksi, kun aineen sisäiset viskoosit voimat eivät jaksa pitää heilahduksia kurissa. Siirtymä-aluetta sanotaan transitio-alueeksi. Transitiovyökkeen raja on nykyisin menetelmin vaikea laskea ja lisäksi se voi siirtyä. Koska reuna vaikuttaa turbulentin alan suuruuteen, niin esimerkiksi lämmönsiirtotehon laskenta on joskus epätarkkaa.

Viskoosien voimien ja hitausvoimien suhde on nimeltään Reynoldsin luku (Re). Kehittynyt putkivirtaus muuttuu turbulentiksi, kun Re > 2300. Tasovirtaukselle raja on noin 500 000.

Turbulenssi ei ole sama asia kuin pyörre. Esimerkiksi tuulessa talon nurkan takana voi olla paikoillaan pysyvä vakaa pyörre, jossa ei ole turbulenssia. Turbulenssi ei ole myöskään sama asia kuin Kármánin pyörrerata (Reydolsin luvuilla 50..200), joka näkyy pyörteiden irtoamisessa esimerkiksi savupiipun takaa vuorotellen eri puolilta. Pyörre on normaalia kaareutuvaa virtausta, joka voi olla joko laminaarinen tai turbulentti.