平行板間の安定した層流

2つの平行なプレート間の安定した層流は、狭くて閉じ込められたチャネル内の流体の動きを表し、単純な流体システムのモデル化によく使用されます。

2つの固定プレート間の流れの場合、速度はプレートに対して垂直にしか変化せず、流れ方向に沿った加速はないため、ナビエ・ストークス方程式は単純化されます。

これにより、放物線速度プロファイルが生じ、流体は中心で最も速く移動し、摩擦によりプレートでゼロまで減速します(滑り止め条件と呼ばれます)。

プレート間の流量は、圧力勾配、流体粘度、およびプレートの分離に依存します。ギャップを広げるか、圧力勾配を大きくすると、流量が増加します。

平均流速は圧力降下にも関連しており、チャネルの中心のピーク速度は平均速度の1.5倍です。

この解析は、層流状態を示す低いレイノルズ数に対してのみ有効であり、乱流の高レイノルズ数の流れに対しては失敗します。

この解析のアプリケーションには、層流状態が存在する水処理プラントの灌漑用水路、地下水流、および沈殿流域が含まれます。