عدد ستروهال

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

عدد ستروهال في فيزياء الموائع (بالإنجليزية : Strouhal number) ويختصر بالرمز Sr وينتسب إلى الفيزيائي التشيكي "فينسينت ستروهال" (1850–1922) الذي استخدمه أول مرة في عام 1878 لوصف حركة الموائع . عدد ستروهال هو عدد مطلق ، إذ ليست له وحدات .

يستخدم عدد ستروهال لاستنتاج التردد الذي تنفصل عنده دوامة عن عائق في طريق مائع جاري مثل الهواء أو الماء . تحدث تلك الظاهرة أيضا فيما يسمى شارع كارمان الدوامي.


اعتماد عدد ستروهال على عدد رينولد في حالة اسطوانة عائقة طويلة . يسمى تقسيم المحور الأفقي "تقسيم لوغاريتمي".

يعرف عدد ستروهال بالمعالة التالية:

Sr = \frac{f \cdot l}{u}

حيث:

  • تردد الانفصالf
  • حجم الجسم العائق (أو قطره إذا كان أسطوانيا)  l
  • سرعة جريان المائع u.


يبين الشكل البياني تغير عدد ستروهال بتغير عدد رينولد في حالة وقوف اسطوانة في مائع يجري . والمنحنى يقول الآتي :

  • عند عدد رينولدز 70 يكون عدد ستروهال 12و0
  • وبتزايد عدد رينولدز يتزايد عدد ستوهال حتى يصل عدد رينولدز إلى نحو 1000 فيصل عدد ستروهال إلى 216و0 .
  • بعده تلك النقطة يبدأ عدد ستروهال ينخفض قليلا مع تزايد عدد رينولد ، ويصل إلى 19و0 عندما يبلغ عدد رينولز 100.000 .
  • ثم يبدأ عدد ستروهال في الزيادة ثانيا بزيادة عدد رينولد ، حيث يصل عدد ستروهال مثلا إلى 30و0 عندما يبلغ عدد رينولد 10.000.000.


يستخدم في معظم الحالات العملية التقريب:

 Sr \approx 0,2.

فيمكن بذلك حساب "التردد " الذي يحث عنده انفصال للدوامة عن العائق :


\Leftrightarrow f = \frac{Sr \cdot u}{l}

يلاحظ استخدام التقسيم اللوغاريتمي لإعطاء قيم عدد رينولدز حيث أنه يتغير سريعا بين 10 و 10.000.000

أمثلة[عدل]

يهب ريح بسرعة 20 متر في الثانية حول كبل يبلغ قطره 01و0 متر ، فيمكننا سماع رنين الكابل عند التردد 0,2 · 20 /01و0 = 400هيرتز  .

يلاحظ استخدام الوحدات التالية : سرعة الريح بالمتر/الثانية ، قطر الكابل بالمتر . والنتيجة هي 1/ثانية أي هيرتز ، وهذا هو تردد الصوت الذي نسمعه .

مثال آخر:

تقذف طائرة قنبلة من ارتفاع 2000 متر فتصل سرعة سقوطها 200 متر/الثانية . فإذا بلغ قطر القنبلة عدة ديسيمترات فإننا نسمع زئيرها ( تردد صوتها) بالإضافة إلى تغيره بسبب تأثير دوبلر.


اقرأ أيضاً[عدل]