Ламінарний і турбулентний режими руху рідини

Досліди показують, що можливі два режими або два види течії рідин і газів в трубах: ламінарний і турбулентний.

Ламінарним називається шарувату протягом без перемішування частинок рідини і без пульсацій швидкостей і тиску. За такого перебігу все лінії струму визначаються формою русла, по якому тече рідина. При ламінарному плині рідини в прямій трубі постійного течії все лінії струму спрямовані паралельно осі труби, тобто прямолінійно; відсутні поперечні переміщення рідини.

Турбулентним називається перебіг, що супроводжується інтенсивним перемішуванням рідини і пульсаціями швидкостей і тисків. yoДвіженіе окремих частинок виявляється подібним хаотичного, безладного руху молекул газу. При турбулентному плині вектори швидкостей мають не тільки осьові, а й нормальні до осі русла складові, тому поряд з основним поздовжнім переміщенням рідини уздовж русла відбуваються поперечні переміщення (перемішування) і обертальний рух окремих обсягів рідини. Цим і пояснюються пульсації швидкостей і тиску.

Режим течії даної рідини змінюється в даній трубі приблизно при певній середньої по перетину швидкості течії Vкр, яку називають критичною. Як показують досліди, значення цієї швидкості прямо пропорційно кінематичної в'язкості і обернено пропорційно діаметру d труби, тобто

Вхідний в цю формулу безрозмірний коефіцієнт пропорційності однаковий для всіх рідин і газів, а також для будь-яких параметрів труб. Це означає, що зміна режиму течії відбувається при певному співвідношенні між швидкістю, діаметром і в'язкістю:

Цей результат узгоджується з викладеною вище теорією гідродинамічної подібності, і цілком закономірно, що саме число Рейнольдса є критерієм, що визначає режим течії в трубах.

Як показують досліди, для труб круглого перетину.

Таким чином, критерій подібності Рейнольдса дозволяє судити про режим течії рідини в трубі. При протягом є ламінарним, при - турбулентним.

Зміна режиму течії обумовлена ​​тим, що одна течія при досягненні критичного числа Рейнольдса втрачає стійкість, а інше - набуває.