जबकि लिक्विड में टर्बुलेंस एक अपने आप होने वाला, अस्त-व्यस्त फ्लो स्टेट है जिसे सेल्फ-सस्टेनिंग मल्टी-स्केल एडीज़ और हाई रेनॉल्ड्स नंबर्स से डिफाइन किया जाता है, स्टिरिंग टेक्नीक टारगेटेड मैकेनिकल इंटरवेंशन हैं जिनका इस्तेमाल जानबूझकर फ्लूइड एलिमेंट्स को मूव करने के लिए किया जाता है, जो जानबूझकर कैटलिस्ट के तौर पर काम करते हैं जो या तो इस अस्त-व्यस्त टर्बुलेंस को इंड्यूस कर सकते हैं या स्ट्रक्चर्ड लैमिनर मिक्सिंग को मेंटेन कर सकते हैं।
लिक्विड मोशन की एक अजीब सी हालत, जिसमें प्रेशर में तेज़ी से बदलाव, वेलोसिटी में अनियमित उतार-चढ़ाव, और कई लेवल पर घूमते हुए भंवर होते हैं।
एक्टिव मैकेनिकल प्रोसीजर जिसमें किसी फ्लूइड के अंदर कंपोनेंट्स या थर्मल एनर्जी को जानबूझकर बांटने के लिए इम्पेलर्स, पैडल्स या अकूस्टिक वेव्स का इस्तेमाल किया जाता है।
| विशेषता | द्रवों में अशांति | हिलाने की तकनीकें |
|---|---|---|
| मुख्य चरित्र | आंतरिक द्रव प्रवाह व्यवस्था | अनुप्रयुक्त परिचालन विधि |
| रेनॉल्ड्स संख्या की भूमिका | प्रारंभ सीमा को परिभाषित करता है | मूवमेंट स्पीड और ब्लेड साइज़ से कंट्रोल होता है |
| ऊर्जा क्षय | कोलमोगोरोव माइक्रोस्केल के ज़रिए प्राकृतिक रूप से होता है | बाहरी पावर सोर्स से लगातार चलता है |
| प्रवाह पैटर्न | स्टोकेस्टिक, यादृच्छिक, और अत्यधिक अनियमित | इसे लेमिनर, ट्रांज़िशनल या टर्बुलेंट के तौर पर डिज़ाइन किया जा सकता है |
| प्राथमिक तंत्र | आत्मनिर्भर जड़त्वीय भंवर प्रसार | यांत्रिक कतरनी और अभिवहन खिंचाव |
| पूर्वानुमान | समय के साथ सांख्यिकीय नियमितताओं द्वारा नियंत्रित | इम्पेलर डिज़ाइन और ज्योमेट्री से सीधे तय होता है |
| सीमा अंतःक्रिया | एक टर्बुलेंट बाउंड्री लेयर बनाता है जो ड्रैग को बढ़ाता है | दीवारों से दूर बल्क मूवमेंट को ज़्यादा से ज़्यादा करने का लक्ष्य |
| दृश्य उपस्थिति | आपस में गुंथे हुए अव्यवस्थित भंवरों का एक जटिल चक्रव्यूह | एक संरचित भंवर या दृश्यमान परिसंचरण लूप |
टर्बुलेंस कुदरत की एक ऐसी हालत है जो अपने आप तब होती है जब कोई लिक्विड अपनी विस्कोसिटी के हिसाब से इतनी तेज़ी से चलता है कि वह स्टेबल नहीं रह पाता। इसके उलट, स्टिरिंग तकनीकें मैकेनिकल एनर्जी डालकर लिक्विड की हालत पर कंट्रोल करने की इंसानी कोशिशों को दिखाती हैं। हालांकि आप सीधे कंट्रोल नहीं कर सकते कि अलग-अलग टर्बुलेंट एडीज़ कहाँ जाएँ, आप पूरे मैक्रो-फ्लो पाथ को शेप देने के लिए स्टिरिंग के तरीके को कस्टमाइज़ कर सकते हैं।
सच में टर्बुलेंट लिक्विड में, एक एनर्जेटिक कैस्केड होता है, जिसका मतलब है कि बड़े घूमते हुए भंवर अपने आप टूटकर छोटे-छोटे भंवरों में बदल जाते हैं, जब तक कि वे गर्मी में घुल नहीं जाते। हालांकि, स्टिरिंग टेक्नीक, पैडल या ब्लेड के साइज़ और शेप के हिसाब से एक तय शुरुआती मोशन बनाती है। मैकेनिकल मिक्सर मोशन का सबसे बड़ा स्केल बनाता है, जो अगर स्पीड काफी तेज़ हो तो छोटे टर्बुलेंट स्ट्रक्चर में बदल सकता है।
टर्बुलेंस लिक्विड को बहुत तेज़ी से मिलाता है क्योंकि इसकी रैंडम वेलोसिटी में उतार-चढ़ाव चीज़ों को माइक्रो-लेवल पर लगभग तुरंत मिला देता है। स्टिरिंग से बिना किसी टर्बुलेंस के अच्छी तरह मिक्स किया जा सकता है, इसके लिए केऑटिक एडवेक्शन नाम के प्रोसेस का इस्तेमाल किया जाता है, जिसमें गाढ़े लिक्विड को टैफ़ी की तरह खींचा और मोड़ा जाता है। इसका मतलब है कि स्टिरिंग एक बड़ा टूलकिट है जिसमें शांतिपूर्ण लैमिनर फोल्डिंग और हिंसक टर्बुलेंट व्हिपिंग दोनों शामिल हैं।
नेचुरल टर्बुलेंस बल्क फ्लो के प्रेशर या ग्रेविटी ग्रेडिएंट से सीधे एनर्जी लेकर खुद को बनाए रखता है, जब तक कि विस्कोसिटी इसे रोक न दे। स्टिरिंग टेक्नीक में फ्लूइड के रेजिस्टेंस को दूर करने और चीजों को चलाते रहने के लिए मोटर से लगातार, बाहरी पावर इनपुट की ज़रूरत होती है। इंजीनियरों को इस मोटर स्पीड को ध्यान से बैलेंस करना चाहिए क्योंकि जब फ्लूइड पूरी तरह टर्बुलेंस में बदल जाता है, तो ज़्यादा स्टिरिंग से बहुत ज़्यादा एनर्जी बर्बाद होती है।
किसी लिक्विड को हिलाने से हमेशा टर्बुलेंट फ्लो बनता है।
शहद या पिघले हुए प्लास्टिक जैसे बहुत गाढ़े लिक्विड को हिलाने से आमतौर पर पूरी तरह से लेमिनर फ्लो होता है। लिक्विड एलिमेंट बिना किसी अजीब भंवर के, आसानी से एक-दूसरे के पास से गुज़रते हैं, जिसका अंदाज़ा लगाया जा सकता है।
टर्बुलेंस पूरी तरह से रैंडम होता है और इसका कोई अंदरूनी स्ट्रक्चर नहीं होता।
जहां अलग-अलग रास्ते अस्त-व्यस्त लगते हैं, वहीं टर्बुलेंट फ्लो सख्त स्टैटिस्टिकल नियमों को मानते हैं और दोहराए जाने वाले पैटर्न दिखाते हैं जिन्हें कोहेरेंट स्ट्रक्चर कहते हैं। फिजिसिस्ट इन मैथमेटिकल रेगुलैरिटी का इस्तेमाल मुश्किल मौसम और समुद्री सिस्टम का सही मॉडल बनाने के लिए करते हैं।
हिलाने की स्पीड बढ़ाने से हमेशा मिक्सिंग की एफिशिएंसी बेहतर होती है।
एक बार जब स्टिरिंग सिस्टम पूरी तरह से टर्बुलेंस पर पहुँच जाता है, तो ज़्यादा स्पीड जोड़ने से अक्सर ब्लेंड की स्पीड बढ़ाने के बजाय मोटर एनर्जी गर्मी के रूप में बर्बाद हो जाती है। कुछ मामलों में, ज़्यादा स्पीड से एक सेंट्रल वर्टेक्स बनता है जो बिना मिक्स हुए पार्टिकल्स को एक ही लूप में फँसा लेता है।
टर्बुलेंस और स्टिरिंग दो पूरी तरह से अलग-अलग घटनाएं हैं।
वे गहराई से जुड़े हुए हैं क्योंकि हिलाना उन मुख्य तरीकों में से एक है जिसका इस्तेमाल इंसान कंट्रोल्ड माहौल में टर्बुलेंस को ट्रिगर करने के लिए करते हैं। हिलाने से शुरुआती काइनेटिक एनर्जी मिलती है, जो सही हालात होने पर अपने आप टर्बुलेंट स्टेट में टूट जाती है।
नेचुरल, सेल्फ-सस्टेनिंग केऑटिक फ्लूइड सिस्टम को एनालाइज़ करते समय या पाइपलाइन में फ्रिक्शन लॉस को कैलकुलेट करते समय लिक्विड में टर्बुलेंस पर अपना फोकस करें। जब आपको एफिशिएंट इंडस्ट्रियल मिक्सिंग सिस्टम डिज़ाइन करने, केमिकल रिएक्शन को कंट्रोल करने, या नेचुरल टर्बुलेंस को रोकने वाले बहुत चिपचिपे फ्लूइड को ब्लेंड करने की ज़रूरत हो, तो स्टिरिंग टेक्नीक की स्टडी करें।
यह तुलना अल्टरनेटिंग करंट (AC) और डायरेक्ट करंट (DC) के बीच बुनियादी अंतरों की जांच करती है, जो बिजली के बहने के दो मुख्य तरीके हैं। इसमें उनके फिजिकल बिहेवियर, वे कैसे बनते हैं, और आज का समाज नेशनल ग्रिड से लेकर हैंडहेल्ड स्मार्टफोन तक, हर चीज़ को पावर देने के लिए दोनों के स्ट्रेटेजिक मिक्स पर क्यों निर्भर है, यह सब शामिल है।
यह तुलना ट्रांसवर्स और लॉन्गिट्यूडिनल तरंगों के बीच बुनियादी अंतरों को दिखाती है, जिसमें उनके डिस्प्लेसमेंट डायरेक्शन, फिजिकल मीडिया की ज़रूरतों और असल दुनिया के उदाहरणों पर फोकस किया गया है। एनर्जी ट्रांसपोर्ट के इन दो मुख्य तरीकों को समझना, अलग-अलग साइंटिफिक फील्ड में साउंड, लाइट और सीस्मिक एक्टिविटी के मैकेनिक्स को समझने के लिए ज़रूरी है।
यह तुलना रोटेशनल डायनामिक्स में सेंट्रिपेटल और सेंट्रीफ्यूगल फोर्स के बीच ज़रूरी अंतर को साफ़ करती है। जहाँ सेंट्रिपेटल फोर्स एक असली फिजिकल इंटरेक्शन है जो किसी चीज़ को उसके रास्ते के सेंटर की ओर खींचता है, वहीं सेंट्रीफ्यूगल फोर्स एक इनर्शियल 'अपेरेंट' फोर्स है जिसे सिर्फ़ रोटेटिंग फ्रेम ऑफ़ रेफरेंस के अंदर ही महसूस किया जाता है।
हालांकि दोनों सेटअप डिटरमिनिस्टिक फिजिकल नियमों के तहत काम करते हैं, लेकिन प्रेडिक्टेबल सिस्टम स्टेबल, रिपीटेबल रास्तों को फॉलो करते हैं, जहां छोटी इनपुट गलतियां समय के साथ छोटी रहती हैं। इसके उलट, केऑटिक सिस्टम बहुत ज़्यादा वोलाटाइल नेटवर्क बनाते हैं, जहां एक माइक्रोस्कोपिक मेज़रमेंट वेरिएंस लंबे समय के भविष्य को पूरी तरह से बदल देता है, जिससे सख्त नियमों के बावजूद सटीक फोरकास्टिंग नामुमकिन हो जाती है।
जबकि सेडिमेंटेशन थर्मोडायनामिक और काइनेटिक प्रोसेस को बताता है, जहाँ ग्रेविटी सस्पेंडेड सॉलिड पार्टिकल्स को फ्लूइड मैट्रिक्स से बाहर निकलने के लिए मजबूर करती है, सस्पेंशन स्टेबिलिटी इलेक्ट्रोस्टैटिक रिपल्शन और ब्राउनियन मोशन जैसे इंटरपार्टिकल फोर्स के ज़रिए इस फेज़ सेपरेशन को रोकने की सिस्टम की क्षमता को दिखाती है।
