Число Струхала

Число Струхала
Названо на честь	Вінсенс Струхал
Розмірність	${\displaystyle 1}$
Формула	${\displaystyle {\mathit {Sr}}={\frac {fl}{v}}}$[1]
Позначення у формулі	${\displaystyle {\mathit {Sr}}}$, ${\displaystyle f}$, ${\displaystyle l}$ і ${\displaystyle v}$
Символ величини (LaTeX)	${\displaystyle {\mathit {Sr}}}$[1] і ${\displaystyle {\mathit {Sh}}}$[1]
Підтримується Вікіпроєктом	Вікіпедія:Проєкт:Математика
Рекомендована одиниця вимірювання	1[1]
Число Струхала у Вікісховищі

Залежність числа Струхала від числа Рейнольдса[2]

Число Струхала (${\displaystyle Sr}$[3], також Sh або St) — характеристичне число[3] та критерій подібності нестаціонарних течій рідин та газів. Воно є безрозмірною величиною і характеризує подібність перебігу гідродинамічних явищ у часі в нестаціонарних течіях. Число назване іменем чеського вченого Вінценца Строугала (1850—1923).

Визначення

Число Струхала описується формулою[4][3]

${\displaystyle \mathrm {Sr} ={\frac {l}{V\cdot t}}={\frac {l\cdot f}{V}}}$,

де ${\displaystyle f\,}$ — характерна частота процесу, що розглядається;

${\displaystyle t\,}$ — характерний для нестаціонарного руху проміжок часу;

${\displaystyle l\,}$ — характерна довжина (наприклад, гідравлічний діаметр);

${\displaystyle V\,}$ — характерна швидкість потоку.

Число Струхала є функцією числа Рейнольдса ${\displaystyle \mathrm {Re} }$, і в діапазоні ${\displaystyle 200<\mathrm {Re} <200\;000}$ діє емпіричний закон сталості числа Струхала: ${\displaystyle \mathrm {Sr} \simeq 0{,}2...0{,}3}$.

Фізичний смисл: Критерій Струхаля Sh = uτ/ℓ (або критерій гомохронності Ho = uτ/ℓ) може розглядатися за наявності ритмічної зміни процесу з періодом τ, як відношення цього періоду до відрізку часу, протягом якого елемент середовища, що рухається зі швидкістю u, пройде відстань дорівнює характерному розміру ℓ.

Застосування

Цим правилом користуються при розрахунку коливань пружних тіл в потоках рідин або газів (наприклад, коливань крила літака чи перископа підводного човна, автоколивань телеграфних проводів чи фабричних труб), а також пульсацій тиску в зонах відриву потоку при обтіканні твердих тіл.

Аналогічний критерій Ho = Vt/l = Sr^−1 в механічних, теплових і електромагнітних процесах називається критерієм гомохронності. З цієї точки зору число Струхала є частковим випадком критерію гомохронності, у застосуванні для гідроаеромеханіки.

Див. також

• Число Фруда
• Число Маха
• Число Вебера
• Теорія подібності

Примітки

1. 11-4.8 // Quantities and units — Part 11: Characteristic numbers — 2 — ISO, 2019. — 50 p.
   d:Track:Q100957475d:Track:Q15028
2. Strouhal number [Архівовано 2010-05-01 у Wayback Machine.](фр.)
3. ДСТУ 3651.2-97 Метрологія. Одиниці фізичних величин. Фізичні сталі та характеристичні числа. Основні положення, позначення, назви та значення.
4. ISO 31-12:1992 Quantities and Units: Characteristic Numbers

Джерела

• Гірничий енциклопедичний словник : у 3 т / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2001—2004.

• White, Frank M. (1999). Fluid Mechanics (4th ed.). McGraw Hill. ISBN 0071168486.
• Sobey, Ian J. (1982). Oscillatory flows at intermediate Strouhal number in asymmetry channels. Journal of Fluid Mechanics vol. 125, p.359-373.
• Білецький В.С., Смирнов В.О., Сергєєв П.В. Моделювання процесів переробки корисних копалин: Посібник / НТУ «Харківський політехнічний інститут», Львів: «Новий Світ- 2000», 2020. – 399 с.

Посилання

• Messwerte für Sr(R) (англ.)
• Strouhal, Vincenz: Ueber eine besondere Art der Tonerregung. In: Annalen der Physik und Chemie. Leipzig, 1878. NF. Bd. V, H. 10, S. 216—251 (Link Deutsches Textarchiv).