Proudění tekutiny mezi souosými válci - Taylorova – Couettova nestabilita

  Taylorova – Couettova nestabilita vzniká při proudění vazké kapaliny v mezikruhové mezeře mezi dvěma koaxiálními válcovými plochami, které se relativně vůči sobě pohybují. Válce rotují s úhlovými rychlostmi (vnitřní) a (vnější). Nejčastěji je zvolen případ . Na tekutinu v mezeře působí destabilizující odstředivé síly a proti nim stabilizující síly viskózní.

obr. 1                    obr. 2              

 Při přechodu z laminárního proudění do turbulentního vznikají tzv. Taylorovy víry. Přechod je charakterizován Taylorovým číslem, jehož  zjednodušený tvar má podobu:
                                                                                                         ,
kde,  je poloměr vnitřního válce,, poloměr vnějšího válce.

Kvantitativně je systém  popsán  Navier-Stokesovou rovnicí a rovnicí kontinuity. Přechod k turbulenci je důsledkem  ztráty stability základního laminárního řešení Navier-Stokesových rovnic, kdy nelineární členy se stanou mnohem větší než viskózní. Tento systém vykazuje koexistenci velké řady režimů. Jsou popisovány případy  s více než sto různými stavy, periodickými, kvaziperiodickými a chaotickými.

Zpracováno podle :
Horák J., Krlín L.: Deterministický chaos, Academia, Praha 1996.
Maršík F.: Termodynamika kontinua, Academia, Praha 1999.
Videcký J.:Trojrozměrné modelování proudění mezi rotujícími koncentrickými válci, Ostrava 2001.
http://hmf.enseeiht.fr/travaux/CD0001/travaux/optmfn/hi/01pa/hyb72/index.htm

Obrázky: 1:http://hmf.enseeiht.fr/travaux/CD0001/travaux/optmfn/hi/01pa/hyb72/index.htm , 2:(Videcký J., 2001)