வரிச்சீர் ஓட்டம்

பாய்ம ஓட்டத்தில் பாய்மமானது இணையான படலங்களில் பாயும்போதும், படலங்களுக்குள் எவ்வித இடையீடுகளும் இல்லாதபோதும் அப்பாய்வு வரிச்சீர் ஓட்டம் எனப்படும்; சீர்வரிப் பாய்வு என்றும் அறியப்படுகிறது.[1] குறைவான திசைவேகங்களில் இப்பாய்வில் பக்கவாட்டுக் கலத்தல் ஏதும் இருப்பதில்லை; ஒவ்வொரு படலங்களும் ஒவ்வொன்றின் மீதும் வழுக்கிக் கொண்டுசெல்லும். பாய்வின் திசைக்குக் குறுக்காக எவ்வித ஓட்டமும் இருப்பதில்லை, சுழிகள் மற்றும் சுழிப்புகள் ஏதும் ஏற்படுவதில்லை.[2] குழாயில் ஏற்படும் வரிச்சீர் ஓட்டத்தில் பாய்மத் துகள்கள் அனைத்தும் குழாய்ச்சுவருக்கு இணையான பாதையில் நேர்க்கோட்டில் பயணிக்கும்.[3] பாய்ம இயக்கவியலில் வரிச்சீர் ஓட்டமானது அதிக உந்தப் பரவல் மற்றும் குறைவான உந்தச் சலனம் ஆகிய பண்புகளால் பகுத்தறியப்படுகிறது.

An object moving through a gas or liquid experiences a force in direction opposite to its motion. Terminal velocity is achieved when the drag force is equal in magnitude but opposite in direction to the force propelling the object. Shown is a sphere in Stokes flow, at very low Reynolds number.

பாய்மமானது ஒரு மூடப்பட்ட வழித்தடத்தில், உதாரணமாக இரு இணையான தகடுகளுக்கிடையே அல்லது குழாய் வழியே, பயணிக்கும்போது இருவகையான பாய்வுகளில் ஒன்று நிகழும்: வரிச்சீர் ஓட்டம் அல்லது கொந்தளிப்பு ஓட்டம். வரிச்சீர் ஓட்டமானது, கொந்தளிப்பு ஓட்டத்துக்கு எதிர்ப்பண்புகளைக் கொண்டிருக்கும்; கொந்தளிப்புப் பாய்வானது அதிக திசைவேகங்களில் ஏற்படும், மேலும் அப்பாய்வில் சுழிகள் உருவாகும், பக்கவாட்டுக் கலத்தல் நிகழும். பொதுவழக்கில், வரிச்சீர் ஓட்டம் ஒழுங்கானதாகவும் கொந்தளிப்பு ஓட்டம் ஒழுங்கற்றதாகவும் கரடுமுரடானதாகவும் அறியப்படும்.

பாய்ம இயக்கவியல் சிக்கல்களில், பாய்ம வழித்தடங்களில் ஏற்படும் பாய்வு வகைகள் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை. பரிமாணமற்ற ரெனால்ட்ஸ் எண், எவ்வகைப் பாய்வு நிகழும் என்பதைக் கணிக்க உதவுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, நேரான வட்டவடிவ குறுக்குவெட்டுத் தோற்றமுடைய குழாய்ப் பாய்வுகளில் ரெனால்ட்ஸ் எண் 2040[4] வரை பாய்வானது வரிச்சீர் ஓட்டமாகவும் அதற்கு மேல் கொந்தளிப்பு ஓட்டமாகவும் இருக்கும். பாய்வு வகையை நிர்ணயிக்கும் ரெனால்ட்ஸ் எண்ணானது எடுத்துக்கொள்ளப்படும் பாய்வுப் பரிமாணங்களைச் சார்ந்தது, மேலும் வரிச்சீர் ஓட்டத்திலிருந்து கொந்தளிப்புப் பாய்வுக்கு பாய்வு நிலைமாற்றமானது பாய்வு இடையீடுகள் மற்றும் பாய்வு வழித்தடத்தின் சீரற்ற தன்மை ஆகியவற்றைச் சார்ந்தது.

ரெனால்ட்ஸ் எண் 1-ஐவிடக் குறைவாக இருக்கும்போது, ஸ்டோக்சு பாய்வு நிகழும். இது வரிச்சீர் ஓட்டத்தின் கடைக்கோடி நிலையாகும், இதில் பிசுக்குமை (உராய்வு) விசைகள் நிலைம விசைகளை விட அதிகமாகவிருக்கும். வரிச்சீர் ஓட்டத்தின் பொதுவான பயன்பாடு குழாய் வழியே பிசுக்குமைப் பாய்மங்களின் சீரான ஓட்டமாகும். இப்பாய்வுகளில், பாய்மத்தின் திசைவேகம் குழாய்ச் சுவர்களில் சுழியமாகவும் குழாயின் மையக்கோட்டில் அதிகபட்சமாகவும் இருக்கும். பாய்வை சிறுசிறு உருளைவடிவ உறுப்புகளாகப் பிரித்து அவற்றுக்கு பிசுக்குமை விசைகளை பயன்படுத்திப் பார்ப்பதன் மூலம் வரிச்சீர் ஓட்ட விவரங்களை நாம் பெறலாம்.[5]

எடுத்துக்காட்டாக, வானூர்தி இறக்கை மீதான காற்றோட்டத்தை எடுத்துக்கொள்ளவும். இறக்கையை ஒட்டிய மிக மெல்லிய காற்றுப்படலம் (வானூர்தியின் அனைத்து பாகங்களுக்கும் பொருந்தும்) எல்லைப்படலம் ஆகும். காற்றுக்கு பிசுக்குமை உண்டாதலால், அப்படலம் இறக்கையில் ஒட்டியவாறு இருக்கும். வானூர்தி காற்றினூடே செல்லும்போது, எல்லைப்படலமானது இறக்கையின் சீரான பரப்பையொட்டி மிருதுவாக செல்லும். இங்கு இப்பாய்வு வரிச்சீர் ஓட்டம் எனப்படும், அப்படலம் வரிச்சீர் எல்லைப்படலம் எனப்படும். 1904-ஆம் ஆண்டு லுட்விக் பிராண்டில் வரிச்சீர் எல்லைப்படல கருதுகோட்களை காற்றிதழ் மீதான காற்றோட்ட ஆய்வுக்குப் பயன்படுத்தினார்.[6][7]

In the case of a moving plate in a liquid, it is found that there is a layer or lamina which moves with the plate, and a layer which is essentially stationary if it is next to a stationary plate.

The streamlines associated with laminar flow resemble a deck of cards. This flow profile of a fluid in a pipe shows that the fluid acts in layers and slides over one another.

வரிச்சீர் ஓட்ட வினைகலன் (Laminar Flow Reactor-LFR) என்பது வரிச்சீர் ஓட்டத்தைப் பயன்படுத்தி வேதி வினைகள் மற்றும் செயல்முறை இயங்கமைவுகளை ஆய்வு செய்யப் பயன்படும் உபகரணமாகும்.