Liczba Froude'a

Liczba Froude'a (ang. Froude number) w mechanice cieczy jest to bezwymiarowa wartość opisująca reżim jednowymiarowego przepływu i jest definiowana jako stosunek sił bezwładności do grawitacji.

Liczba Froude'a opisuje relację pomiędzy prędkością przepływu a głębokością koryta rzecznego i jest zapisywana jako: Fr = V/(g . D)-0,5, gdzie V to prędkość przepływu, g to przyspieszenie grawitacyjne a D to głębokość. Podział form depozycyjnych w rzekach został zaproponowany w 1965 roku przez Simonsa i obejmuje:

  • niski reżim przepływu (Fr poniżej 1), czyli spokojny związany z powstawaniem riplemarków i wydm
  • przejściowy reżim (określany jako krytyczny) tworzy rozmyte wydmy
  • górny reżim przepływu (Fr powyżej 1) związany z przepływem turbulentnym z formami depozycyjnymi: górnym płaskim dnem (dnem zrównanym) i antydiunami, które mogą utrzymywać się w miejscu lub migrować pod prąd.

Stosunek bezwładności przepływu do przyspieszenia ziemskiego może być obrazowo przedstawiony przez prosty eksperyment. Gdy wrzucimy kamień do rzeki o niskim reżimie, podprądowa część fali wzburzonej przez kamień ma większą prędkość niż prędkość wody w rzece. Dlatego ta część fali będzie mogła rozchodzić się pod prąd. W przypadku przepływu przejściowego, zatrzyma się w miejscu, natomiast przy przepływie nadkrytycznym fala zostanie zmyta wraz z prądem rzeki.

Literatura

Chorley, R.J., Schumm, S.A., Sugden, D.E. 1985. Geomorphology. Routledge
Graf, W.H. 1984. Hydraulics of sediment transport. Water Resources Publication