Vír
O iných významoch výrazu Vír pozri Vír (rozlišovacia stránka).Vír môže byť:
- a) skôr neodborne ale často: kruhovo alebo špirálovito rotujúci prenos látky v tekutine; podobná definícia: prúdenie, ktorého prúdоvé čiary sú (približne) koncentrické kruhy
- b) pohybový stav v prúdení, charakterizovaný tým, že vír rýchlosti (nazývaný aj vorticita) nie je rovný nule (prúdenie, ktorého vír rýchlosti v celej sledovanej oblasti nie je rovný nule, sa nazýva vírivé prúdenie alebo vírové prúdenie)
Rozdielnosť definícií
Vyššie uvedené definície sú koncepčne odlišné: Rozdiel spočíva už v tom, že prvá definícia sa vzťahuje primárne na pohyb množstva hmotných častíc, kým druhá primárne na pohyb priestorového bodu. Celkový rozdiel definícií možno ilustrovať napríklad na týchto príkladoch: 1) Prúdenie v okolí valca rotujúceho konštantnou uhlovou rýchlosťou prebieha z dôvodov symetrie po koncentrických kruhoch, nejde však o vírivé prúdenie (ide o tzv. potenciálny vír – pozri nižšie); 2) Prúdové čiary Hagenovho-Poiseuilleovho prúdenia v okrúhlej rúre sú síce priamky (a nie koncentrické kruhy), ide však o vírivé prúdenie.
Vírivé a nevírivé prúdenie; nútený a potenciálny vír
Vírivé prúdenie bolo definované vyššie (pozri aj samostatný článok vírivé prúdenie (mechanika tekutín)). Jedným z príkladov vírivého prúdenia je (vy)nútený vír (angl. rotational vortex, forced vortex), teda vír v zmysle definície a), ktorý je zároveň vírivým prúdením.
Opakom vírivého prúdenia, čiže prúdenie kde Ω= 0, sa volá nevírivé prúdenie (nevírové prúdenie) alebo potenciálne prúdenie (potenciálové prúdenie). Jedným z príkladov nevírivého prúdenia je potenciálny vír (voľný vír, angl. irrotational vortex, free vortex), teda vír v zmysle definície a), ktorý je zároveň nevírivým prúdením.
Prúdenia reálnych tekutín (t. j. tekutín, ktoré nie sú ideálnymi tekutinami) sú prísne vzaté vždy vírivé, v praxi však mnohé prúdenia možno dobre považovať za nevírivé (napr. tornádo sa považuje za príklad potenciálneho víru).
Praktické aspekty
Významné sú najmä víry (v zmysle definície a) vo vzduchových a vodných prúdeniach. Ich veľkosť siaha od približne jedného milimetra (napr. v hraničných vrstvách obtekaných prekážok) až do vyše tisíc kilometrov (napr. vírové systémy oblastí vysokého a nízkeho tlaku, prúdenia v mori).
Z vírov vo vzduchu sú významné najmä víry v atmosfére:
- Prvú skupinu tvoria víry so stabilne približne vertikálnou orientáciou rotačnej osi: Najväčší vír je cirkumpolárny vír; k vírom synoptickej miery patria napr. cyklóny a tropické cyklóny; k vírom menším než synoptická miera patria (väčšie) oblačné víry a (menšie) tromby (v širšom zmysle).
- Druhú skupinu tvoria víry so stabilne približne horizontálnou rotačnou osou. Nazývajú sa rotory.
- Tretiu skupinu tvoria nestabilné víry s rôznou orientáciou rotačnej osi, veľké od niekoľkých milimetrov do stoviek metrov.
Z vírov vo vode sú významné víry v mori, v rámci ktorých možno rozlíšiť:
- Veľkorozmerné víry (od 1 000 km) v systémoch morského prúdenia, napr. subtropické víry.
- Víry stredných rozmerov (10 km až niekoľko 100 km) majú vertikálnu rotačnú os a zodpovedajú oblastiam vysokého a nízkeho tlaku v atmosfére.
- Malorozmerné víry (ich priemer sa ráta na milimetre až metre) sú najmä trojrozmerné turbulenčné balíky, ktoré nemajú preferovaný smer.
Zdroje
- Kurz fyziky pro DS - 4.3
- Kurz fyziky pro DS - 4.7
- Drábková: Úvod do prúdenia tekutín
- Schade, H., Kunz, E.: Strömungslehre, 2007
- Wirbel in: Brockhaus. Enzyklopädie in 30 Bänden. 2005 – 2006
- víry v atmosféře. In: SOBÍŠEK, Bořivoj, a kol. Meteorologický slovník výkladový & terminologický. 1. vyd. Praha : Ministerstvo životního prostředí České republiky, 1993. 594 s. ISBN 80-85368-45-5.
- Borosi, G.: Die Drallströmung in Wirbelkammern, dizertácia, 2003
- Flügge, S. (ed.): Handbuch der Physik (Encyclopaedia of Physics) - Band VIII/1 (Volume VIII/1) - Strömungsmechanik 1 (Fluid dynamics 1), 1959