સ્તરીય પ્રવાહ

સ્તરીય પ્રવાહ : સમાંતર સ્તરો રૂપે ગતિ કરતા તરલ(fluid)નો સ્થિર (steady) પ્રવાહ. નિશ્ચિત જાડાઈના સ્તરો એકબીજામાં ખાસ સંમિશ્રિત થયા સિવાય એકબીજાની સાપેક્ષ ગતિ કરે છે. અહીં દરેક સ્તરમાં રહેલા પ્રત્યેક તરલ કણનો વેગ એકસરખો હોય તેવું જરૂરી નથી. સીધી સમક્ષિતિજ નળીમાં તરલની ગતિમાં પ્રત્યેક સ્તરમાં કણોનો વેગ જ્યાં સુધી ક્રાંતિક વેગ (critical velocity) પ્રાપ્ત ન થાય ત્યાં સુધી એકસરખો રહે છે. ત્યાર બાદ તરલની ગતિ સ્તરીય પ્રવાહ(laminar flow)માંથી પ્રક્ષુબ્ધ (turbulent) ગતિમાં પરિણમે છે.

પ્રક્ષુબ્ધ ગતિમાં તરલની અવસ્થા અનિયમિત ગતિ ધરાવે છે અને તેમાં કોઈ પણ બિંદુ આગળ સમય સાથે વેગની દિશા અને મૂલ્ય બદલાતાં હોય છે. પ્રક્ષુબ્ધ પ્રવાહની સાથે ઘૂમરીઓ (વમળો – eddies) સંકળાયેલી હોય છે અને તરલના વેગમાનમાં ત્વરિત ફેરફારો થતા હોય છે. રેનોલ્ડ-આંક જેટલું વેગનું ક્રાંતિક મૂલ્ય થતાં સ્તરીય પ્રવાહનું પ્રક્ષુબ્ધ પ્રવાહમાં રૂપાંતર થાય છે.

પ્રક્ષુબ્ધ પ્રવાહમાં પદાર્થ ઉપરનો ખેંચાણ(drag)-અવરોધ વેગના વર્ગના સમપ્રમાણમાં હોય છે, જ્યારે સ્તરીય પ્રવાહમાં આવો અવરોધ વેગના સમપ્રમાણમાં હોય છે.

જ્યારે ગતિવિભવ(velocity potential)નું અસ્તિત્વ હોય છે ત્યારે પ્રવાહને વિભવ-પ્રવાહ (potential flow) કહે છે અને તે આવશ્યક રીતે સ્તરીય પ્રવાહ હોય છે; જોકે સ્તરો સમતલ ન પણ હોય.

આશા પ્ર. પટેલ