Ламинарное и турбулентное течение

Наблюдается два вида течения жидкости (или газа). В одних случаях жидкость как бы разделяется на слои, которые скользят друг относительно друга, не перемешиваясь. Такое течение называют ламинарным (слоистым). Если в ламинарный поток ввести подкрашенную струйку, то она сохраняется, не размываясь, по всей длине потока. Частицы жидкости в ламинарном потоке практически не переходят из одного слоя в другой. Ламинарное течение – стационарно.

При увеличении скорости или поперечных размеров потока характер движения существенным образом изменяется. Возникает энергичное перемешивание жидкости. Такое течение называют турбулентным.При турбулентном течении скорость частиц в каждом данном месте все время изменяется беспорядочным образом. Если в такой поток ввести окрашенную струйку, то уже на небольшом расстоянии она равномерно распределится по всему сечению потока.

Английский ученый Рейнольдс установил, что характер течения зависит от значения безразмерной величины:

где ρ– плотность жидкости (или газа), v– средняя (по сечению трубы) скорость потока, η– коэффициент вязкости,l– характерный для поперечного сечения размер, например, сторона квадрата, радиус или диаметр трубы при круглом сечении и т. д, Re– число Рейнольдса. При малых значениях Reнаблюдается ламинарное течение. Начиная с некоторого определенного значения Re, называемого критическим, течение приобретает турбулентный характер. Если для круглой трубы в качествеlвзять радиус, то критическое значение числа Рейнольдса оказывается примерно равным 1000.

Характер течения разных жидкости в трубах разных сечений будит одинаков, если каждому сечению соответствует одно и то же значение Re.

.