Ako ukazujú experimenty, sú možné dva spôsoby prúdenia kvapalín a plynov: laminárny a turbulentný.
Laminárny je komplexný tok bez miešania častíc tekutiny a bez pulzácií rýchlostí a tlakov. Pri laminárnom pohybe kvapaliny v priamom potrubí konštantného prierezu sú všetky prietokové línie nasmerované rovnobežne s osou potrubí, nedochádza k priečnemu pohybu kvapaliny. Laminárny pohyb však nemožno považovať za irotačný, keďže v ňom síce nie sú viditeľné víry, ale súčasne s translačným pohybom dochádza k usporiadanému rotačnému pohybu jednotlivých častíc tekutiny okolo ich okamžitých stredov s určitými uhlovými rýchlosťami.
Turbulentné prúdenie je prúdenie sprevádzané intenzívnym miešaním kvapaliny a pulzáciami rýchlostí a tlakov. Pri turbulentnom prúdení dochádza popri hlavnom pozdĺžnom pohybe kvapaliny k priečnym pohybom a rotačnému pohybu jednotlivých objemov kvapaliny.
Zmena režimu prúdenia nastáva pri určitom pomere medzi rýchlosťou V, priemerom d a viskozitou υ. Tieto tri faktory sú zahrnuté vo vzorci bezrozmerného Reynoldsovho kritéria R e = V d /υ, preto je celkom prirodzené, že práve číslo R e je kritériom, ktoré určuje režim prúdenia v potrubiach.
Číslo Re, pri ktorom sa laminárny pohyb stáva turbulentným, sa nazýva kritické Recr.
Ako ukazujú experimenty, pre kruhové rúry Recr = 2300, to znamená pri Re< Reкр течение является ламинарным, а при Rе >Recr - turbulentný. Presnejšie povedané, plne rozvinuté turbulentné prúdenie v potrubiach sa vytvorí len pri Re = 4000 a pri Re = 2300 - 4000 nastáva prechodná kritická oblasť.
Zmena režimu prúdenia pri dosiahnutí Re cr je spôsobená skutočnosťou, že jeden prúd stráca stabilitu a druhý získava stabilitu.
Pozrime sa podrobnejšie na laminárne prúdenie.
Jedným z najjednoduchších typov pohybu viskóznej tekutiny je laminárny pohyb vo valcovej rúre a najmä jeho špeciálnym prípadom je ustálený rovnomerný pohyb. Teória pohybu laminárnej tekutiny je založená na Newtonovom zákone trenia. Toto trenie medzi vrstvami pohybujúcej sa tekutiny je jediným zdrojom straty energie.
Uvažujme laminárne prúdenie kvapaliny v priamom potrubí s d = 2 r 0
Aby sme eliminovali vplyv gravitácie a tým zjednodušili záver, predpokladajme, že potrubie je umiestnené horizontálne.
Nech sa tlak v sekcii 1-1 rovná P 1 a v sekcii 2-2 - P 2.
Vzhľadom na konštantný priemer potrubia V = const, £ = const, potom bude mať Bernoulliho rovnica pre vybrané úseky tvar:
Toto teda ukážu piezometre inštalované v sekciách.
Vyberme si valcový objem v prúde kvapaliny.
Zapíšme rovnicu rovnomerného pohybu zvoleného objemu kvapaliny, teda rovnosť 0 súčtu síl pôsobiacich na objem.
Z toho vyplýva, že tangenciálne napätia v priereze potrubia sa menia lineárne v závislosti od polomeru.
Ak vyjadríme šmykové napätie t podľa Newtonovho zákona, budeme mať
Znamienko mínus je spôsobené tým, že smer referencie r (od osi k stene) je opačný ako smer referencie y (od steny)
A dosadením hodnoty t do predchádzajúcej rovnice dostaneme
Odtiaľ nájdeme prírastok rýchlosti.
Po vykonaní integrácie dostaneme:
Integračnú konštantu nájdeme z podmienky pre r = r 0; V=0
Rýchlosť v kruhu s polomerom r sa rovná
Tento výraz je zákonom rozloženia rýchlosti v priereze kruhového potrubia v laminárnom prúdení. Krivka znázorňujúca rýchlostný diagram je parabola druhého stupňa. Maximálna rýchlosť vyskytujúca sa v strede úseku pri r = 0 je
Aplikujme výsledný zákon rozloženia rýchlosti na výpočet prietoku.
Plochu dS je vhodné vziať vo forme prstenca s polomerom r a šírkou dr
Potom 
Po integrácii cez celú plochu prierezu, teda od r = 0, do r = r 0
Aby sme získali zákon odporu, vyjadrujeme; (prostredníctvom predchádzajúceho vzorca toku)
(
µ=υρ r0 = d/2 γ = ρg. Potom získame Poireillov zákon;
Pohyb tekutiny pozorovaný pri nízkych rýchlostiach, pri ktorom sa jednotlivé prúdy tekutiny pohybujú paralelne medzi sebou a osou prúdenia, sa nazýva laminárny pohyb tekutiny.
Režim laminárneho pohybu v experimentoch
Veľmi jasnú predstavu o laminárnom režime pohybu tekutín možno získať z Reynoldsovho experimentu. Podrobný popis.
Kvapalina vyteká z nádrže cez priehľadné potrubie a prechádza kohútikom do odtoku. Kvapalina teda prúdi určitým malým a konštantným prietokom.
Na vstupe do potrubia je tenká trubica, cez ktorú vstupuje farebné médium do centrálnej časti toku.
Keď farba vstúpi do prúdu kvapaliny pohybujúcej sa nízkou rýchlosťou, červená farba sa bude pohybovať rovnomerným prúdom. Z tejto skúsenosti môžeme usúdiť, že tekutina prúdi vrstveným spôsobom, bez miešania a vytvárania vírov.
Tento spôsob prúdenia tekutiny sa zvyčajne nazýva laminárny.
Uvažujme o základných zákonoch laminárneho režimu s rovnomerným pohybom v kruhových potrubiach, pričom sa obmedzíme na prípady, keď je os potrubia vodorovná.
V tomto prípade budeme uvažovať už vytvorený tok, t.j. prúdenie v sekcii, ktorej začiatok je umiestnený od vstupnej sekcie potrubia vo vzdialenosti, ktorá poskytuje konečnú stabilnú formu rozloženia rýchlosti cez prietokovú sekciu.
Vzhľadom na to, že režim laminárneho prúdenia má vrstvený (tryskový) charakter a prebieha bez miešania častíc, treba predpokladať, že pri laminárnom prúdení budú len rýchlosti rovnobežné s osou potrubia, zatiaľ čo priečne rýchlosti nebudú chýbať.
Možno si predstaviť, že v tomto prípade sa pohybujúca kvapalina zdá byť rozdelená do nekonečne veľkého počtu nekonečne tenkých valcových vrstiev, rovnobežných s osou potrubia a pohybujúcich sa jedna v druhej rôznou rýchlosťou, pričom sa zväčšuje v smere od stien k os potrubia.
V tomto prípade je rýchlosť vo vrstve priamo v kontakte so stenami v dôsledku adhézneho efektu nulová a svoju maximálnu hodnotu dosahuje vo vrstve pohybujúcej sa pozdĺž osi potrubia.
Vzorec laminárneho toku
Prijatá pohybová schéma a vyššie uvedené predpoklady umožňujú teoreticky stanoviť zákon rozloženia rýchlosti v priereze prúdenia v laminárnom režime.
Za týmto účelom urobíme nasledovné. Označme vnútorný polomer potrubia r a zvolíme počiatok súradníc v strede jeho prierezu O, pričom os x smerujeme pozdĺž osi potrubia a os z vertikálne.
Teraz vyberme objem kvapaliny vo vnútri potrubia vo forme valca s určitým polomerom y a dĺžkou L a aplikujme naň Bernoulliho rovnicu. Keďže v dôsledku horizontálnej osi potrubia z1=z2=0, potom
kde R je hydraulický polomer prierezu zvoleného valcového objemu = y/2
τ – jednotková trecia sila = - μ * dυ/dy
Dosadením hodnôt R a τ do pôvodnej rovnice dostaneme
Zadaním rôznych hodnôt súradnice y môžete vypočítať rýchlosti v ľubovoľnom bode v sekcii. Maximálna rýchlosť bude evidentne pri y=0, t.j. na osi potrubia.
Aby bolo možné túto rovnicu graficky znázorniť, je potrebné vykresliť rýchlosť v určitej mierke z ľubovoľnej priamky AA vo forme segmentov smerujúcich pozdĺž toku tekutiny a spojiť konce segmentov hladkou krivkou.
Výsledná krivka bude predstavovať krivku rozloženia rýchlosti v priereze toku.
Úplne inak vyzerá graf zmien trecej sily τ naprieč prierezom. V laminárnom režime vo valcovom potrubí sa teda rýchlosti v priereze prúdenia menia podľa parabolického zákona a tangenciálne napätia sa menia podľa lineárneho zákona.
Získané výsledky platia pre úseky rúr s plne vyvinutým laminárnym prúdením. V skutočnosti kvapalina, ktorá vstupuje do potrubia, musí prejsť určitým úsekom od vstupného úseku predtým, ako sa v potrubí vytvorí zákon o parabolickom rozdelení rýchlosti zodpovedajúci laminárnemu režimu.
Vývoj laminárneho režimu v potrubí
Vývoj laminárneho režimu v potrubí si možno predstaviť nasledovne. Nechajte napríklad kvapalinu vstúpiť do potrubia z veľkého zásobníka, ktorého okraje vstupného otvoru sú dobre zaoblené.
V tomto prípade budú rýchlosti vo všetkých bodoch vtokového prierezu takmer rovnaké, s výnimkou veľmi tenkej, takzvanej stenovej vrstvy (vrstva pri stenách), v ktorej v dôsledku priľnavosti kvapaliny k stenám nastáva takmer náhly pokles rýchlosti na nulu. Preto môže byť krivka rýchlosti vo vstupnej časti celkom presne znázornená vo forme priamky.
Ako sa vzďaľujeme od vchodu, vplyvom trenia o steny sa vrstvy kvapaliny susediace s hraničnou vrstvou začnú spomaľovať, hrúbka tejto vrstvy sa postupne zväčšuje a pohyb v nej sa naopak spomaľuje.
Stredná časť prúdenia (jadro prúdenia), ešte nezachytená trením, sa ďalej pohybuje ako jeden celok, približne rovnakou rýchlosťou pre všetky vrstvy a spomalenie pohybu v priľahlej vrstve nevyhnutne spôsobuje zvýšenie rýchlosti v jadre.
V strede potrubia, v jadre, sa teda rýchlosť prúdenia neustále zvyšuje a pri stenách, v rastúcej hraničnej vrstve, klesá. K tomu dochádza, kým hraničná vrstva nepokryje celý prietokový prierez a jadro sa nezníži na nulu. V tomto bode sa tvorba prúdenia končí a krivka rýchlosti nadobúda parabolický tvar obvyklý pre laminárny režim.
Prechod z laminárneho na turbulentné prúdenie
Za určitých podmienok môže byť laminárne prúdenie tekutiny turbulentné. So zvyšujúcou sa rýchlosťou prúdenia sa vrstvená štruktúra prúdenia začína rúcať, objavujú sa vlny a víry, ktorých šírenie v prúdení naznačuje narastajúcu poruchu.
Postupne sa počet vírov začína zvyšovať a zvyšuje sa, až sa prúd rozbije na mnoho menších prúdov, ktoré sa navzájom miešajú.
Chaotický pohyb takýchto malých prúdov naznačuje začiatok prechodu z laminárneho prúdenia na turbulentné. Pri zvyšovaní rýchlosti laminárne prúdenie stráca stabilitu a akékoľvek náhodné drobné poruchy, ktoré predtým spôsobovali len malé výkyvy, sa začnú rýchlo rozvíjať.
Video o laminárnom prúdení
V každodennom živote možno prechod z jedného režimu prúdenia do druhého sledovať na príklade prúdu dymu. Najprv sa častice pohybujú takmer paralelne po časovo invariantných trajektóriách. Dym je prakticky nehybný. V priebehu času sa na niektorých miestach náhle objavia veľké víry a pohybujú sa po chaotických trajektóriách. Tieto víry sa rozpadajú na menšie, tie na ešte menšie atď. Nakoniec sa dym prakticky zmieša s okolitým vzduchom.
Definícia zákonov odporu a významu
Kritické Reynoldsovo číslo na laminárnom mieste
A turbulentné režimy prúdenia tekutín
Účel práce a obsah práce
Preskúmajte režimy prúdenia tekutín v potrubiach, určte kritické Reynoldsovo číslo a charakteristiky odporu voči pohybu tekutiny potrubím.
2.2 Stručné teoretické informácie
Typy prietokových režimov
V skutočnom prúdení tekutín, ako ukazujú početné experimenty, sú možné rôzne prúdy tekutín.
1. Laminárne(vrstvený) tok, v ktorom sa častice kvapaliny pohybujú vo svojich vrstvách bez miešania. V tomto prípade samotné častice vo vnútri vrstvy majú rotačný pohyb (obrázok 2.1) v dôsledku gradientu rýchlosti.
Obrázok 2.1
Keď sa rýchlosť prúdenia tekutiny zvyšuje, rýchlosť V sa zodpovedajúcim spôsobom zvyšuje gradient rýchlosti. Rotačný pohyb častíc sa zvyšuje, pričom rýchlosť vrstvy vzdialenejšej od steny sa ešte zvyšuje (obrázok 2.2) a rýchlosť vrstiev blízko steny sa ešte viac znižuje.
Obrázok 2.2
V dôsledku toho sa hydromechanický tlak zvyšuje vo vrstvách blízko steny (podľa Bernoulliho rovnice). Pod vplyvom tlakového rozdielu sa rotujúca častica vmieša do hrúbky jadra (obrázok 2.3), čím sa vytvorí druhý spôsob prúdenia tekutiny - turbulentné prúdenie.
Obrázok 2.3
2. Turbulentné prúdenie kvapalina je sprevádzaná intenzívnym miešaním kvapaliny a pulzovaním rýchlostí a tlakov (obrázok 2.4).
Obrázok 2.4
Nemecký vedec O. Reynolds v roku 1883 dokázal, že prechod z laminárneho na turbulentné prúdenie tekutiny závisí od viskozity tekutiny, jej rýchlosti a charakteristickej veľkosti (priemeru) potrubia.
Kritická rýchlosť, pri ktorom sa laminárne prúdenie stáva turbulentným, sa rovná:
,
Kde K– univerzálny koeficient úmernosti (je rovnaký pre všetky kvapaliny a priemery potrubí); d- priemer potrubia.
Tento bezrozmerný koeficient bol tzv kritické Reynoldsovo číslo:
. (2.1)
Ako ukazujú experimenty, pre kvapaliny 
. Jednoznačne číslo Re môže slúžiť ako kritérium na posúdenie režimu prúdenia tekutiny v potrubiach, tzv
pri 
laminárne prúdenie,
pri 
prúdenie je turbulentné.
V praxi laminárne prúdenie sa pozoruje pri prúdení viskóznych kvapalín (v hydraulických a olejových systémoch lietadla). Búrlivý prietok sa pozoruje v systémoch zásobovania vodou a paliva (kerozín, benzín, alkohol).
V hydraulických systémoch existuje iný typ prúdenia kvapaliny - kavitačný režim prúdenia. Ide o pohyb kvapaliny spojený so zmenou jej stavu agregácie (premena na plyn, uvoľnenie rozpusteného vzduchu a plynov). Tento jav sa vyskytuje pri lokálnom statické tlak klesá na elastický tlak nasýtenej kvapalnej pary, teda keď 
(Obrázok 2.5)
Obrázok 2.5
V tomto prípade začína intenzívne odparovanie a uvoľňovanie vzduchu a plynov v tomto bode prúdenia. V prúdení vznikajú plynové dutiny („cavitas“ – dutina). Toto prúdenie tekutiny sa nazýva kavitácia. Kavitácia- nebezpečný jav, pretože po prvé vedie k prudkému zníženiu prietoku kvapaliny (a následne k možnému vypnutiu motora počas kavitácie v palivovom systéme) a po druhé k plynovým bublinám, ktoré pôsobia na lopatky čerpadla , zničiť ich.
Palivové systémy bojujú proti kavitácii zvýšením tlaku v nádržiach alebo systéme pomocou pomocných čerpadiel a systému pretlakovania nádrží. Tento jav je potrebné vziať do úvahy pri projektovaní a konštrukcii leteckých hydraulických systémov (najmä paliva). Faktom je, že z viacerých dôvodov sú tieto systémy spojené s atmosférou (ventilačný systém). So zvyšujúcou sa nadmorskou výškou klesá tlak nad povrchom systémových nádrží, preto sa znižuje statický tlak v potrubiach. V kombinácii s tlakovými stratami pri lokálnych odporoch a poklesom statického tlaku pri vysokých prietokoch v potrubiach vzniká nebezpečenstvo kavitačných tlakov.
Základy teórie laminárneho prúdenia tekutín
V potrubiach
Laminárne prúdenie je prísne usporiadané vrstvené prúdenie a riadi sa Newtonovým zákonom trenia:
(2.2)
Uvažujme stabilné laminárne prúdenie kvapaliny v okrúhlom priamom potrubí (obrázok 2.6) umiestnenom vodorovne ( 
). Keďže rúrka je valcová, potom 
a v tomto prípade bude mať Bernoulliho rovnica tvar:
. (2.4)
Vyberme v kvapaline (obrázok 2.6) objem kvapaliny s polomerom r a dĺžka l. Je zrejmé, že stálosť rýchlosti bude zabezpečená, ak sa súčet síl tlaku a trenia pôsobiacich na pridelený objem rovná nule, tj.
. (2.5)
Tangenciálne napätia v priereze potrubia sa menia lineárne v pomere k polomeru (obrázok 2.6).
Obrázok 2.6
Ak dáme rovnítko medzi (2.4) a (2.5), dostaneme:
,
alebo integráciou z r= 0 až r = r 0, získame zákon rozloženia rýchlosti na priereze kruhového potrubia:
. (2.6)
Prúdenie tekutiny definovaný ako dQ = VdS. Dosadenie (2.6) do posledného výrazu a zohľadnenie toho dS = 2prdr, po integrácii dostaneme:
. (2.7)
V dôsledku toho je rýchlosť prúdenia tekutiny v laminárnom prúdení úmerná polomeru potrubia k štvrtej mocnine.
. (2.8)
Porovnaním (2.6) a (2.8) dostaneme to
. (2.9)
Na určenie tlakovej straty v dôsledku trenia – , určíme z (2.7):
. (2.10)
teda
(2.11)
alebo nahradenie m cez č A g cez qr, dostaneme
(2.12)
Pri laminárnom prúdení v kruhovom potrubí sú teda straty trením úmerné prietoku tekutiny a viskozite a nepriamo úmerné štvrtej mocnine priemeru potrubia. Čím menší je priemer potrubia, tým väčšia je strata trecej hlavy.
Predtým sme sa zhodli, že straty v dôsledku hydraulického odporu sú vždy úmerné druhej mocnine rýchlosti tekutiny. Na získanie takejto závislosti primerane transformujeme výraz (2.12), pričom to berieme do úvahy
, A.
Po vhodných transformáciách dostaneme:
, (2.13)
LAMINÁRNY TOK(z latinčiny lamina - doska) - usporiadaný režim prúdenia viskóznej kvapaliny (alebo plynu), charakterizovaný absenciou miešania medzi susednými vrstvami kvapaliny. Podmienky, za ktorých môže nastať stabilná, teda náhodnými poruchami nenarušená L. t, závisia od hodnoty bezrozmernej Reynoldsovo číslo Re . Pre každý typ toku existuje takéto číslo R e Kr, tzv nižšia kritická Reynoldsovo číslo, ktoré pre ľubovoľné
pohyb viskóznej tekutiny. Presné riešenia týchto rovníc je možné získať iba v niekoľkých špeciálnych prípadoch a zvyčajne sa pri riešení konkrétnych problémov používa jedna alebo druhá približná metóda. . Pre každý typ toku existuje takéto číslo Predstavu o vlastnostiach lineárneho pohybu poskytuje dobre preštudovaný prípad pohybu v okrúhlom valci. potrubie Pre tento prúd e 2200 Kr, kde
(
Re= d- priemerná rýchlosť tekutiny,
- priemer potrubia,
- kinematický koeficient viskozita, - dynamická koeficient viskozita, - hustota tekutiny). Prakticky stabilný tok lasera teda môže nastať buď pri relatívne pomalom toku dostatočne viskóznej kvapaliny, alebo vo veľmi tenkých (kapilárnych) rúrkach. Napríklad pre vodu (= 10 -6 m 2 / s pri 20 ° C) je možné stabilné L. t s = 1 m / s iba v rúrach s priemerom nie väčším ako 2,2 mm. r 2 /Pri LP v nekonečne dlhom potrubí sa rýchlosť v ktorejkoľvek časti potrubia mení podľa zákona -(1 - - A Pri LP v nekonečne dlhom potrubí sa rýchlosť v ktorejkoľvek časti potrubia mení podľa zákona -(1 - - 2), kde r- polomer potrubia, Pri LP v nekonečne dlhom potrubí sa rýchlosť v ktorejkoľvek časti potrubia mení podľa zákona -(1 - -- vzdialenosť od osi, - axiálna (číselne maximálna) rýchlosť prúdenia; zodpovedajúca parabolická. rýchlostný profil je znázornený na obr. 2 
. Trecie napätie sa mení pozdĺž polomeru podľa lineárneho zákona, kde = je trecie napätie na stene potrubia. Na prekonanie síl viskózneho trenia v potrubí s rovnomerným pohybom musí existovať pozdĺžny pokles tlaku, zvyčajne vyjadrený rovnosťou P1-P A Kde p 1 l p 2 - tlak v kn. dva priečne rezy umiestnené vo vzdialenosti. V potrubiach konečnej dĺžky sa popísaná L. t neustanovuje hneď a na začiatku potrubia je tzv. vstupný úsek, kde rýchlostný profil postupne prechádza do parabolického. Približná dĺžka vstupnej časti
Rozloženie rýchlosti v priereze potrubia: Pri LP v nekonečne dlhom potrubí sa rýchlosť v ktorejkoľvek časti potrubia mení podľa zákona -(1 - -- s laminárnym prúdením; b- v turbulentnom prúdení.
Keď sa tok stane turbulentným, štruktúra toku a rýchlostný profil sa výrazne zmenia (obr. 6
) a zákona odporu, teda závislosti od Re(cm. Hydrodynamický odpor).
Okrem potrubí sa mazanie vyskytuje aj v mazacej vrstve v ložiskách, blízko povrchu telies obtekajúcich kvapalinu s nízkou viskozitou (pozri obr. Hraničná vrstva), keď okolo malých telies pomaly obteká veľmi viskózna kvapalina (pozri najmä Stokesov vzorec). Teória laserovej teórie sa využíva aj vo viskometrii, pri štúdiu prestupu tepla v pohybujúcej sa viskóznej kvapaline, pri štúdiu pohybu kvapiek a bublín v kvapalnom médiu, pri úvahách o prúdení v tenkých filmoch kvapaliny a pri skúmaní pohybu kvapiek a bublín v kvapalnom prostredí. pri riešení množstva ďalších problémov vo fyzike a fyzikálnej vede. chémia.
Lit.: Landau L.D., Lifshits E.M., Mechanics of Continuous Media, 2. vydanie, M., 1954; Loytsyansky L.G., Mechanika kvapalín a plynu, 6. vydanie, M., 1987; Targ S.M., Základné problémy teórie laminárneho prúdenia, M.-L., 1951; Slezkin N.A., Dynamika viskóznej nestlačiteľnej tekutiny, M., 1955, kap. 4 - 11. S. M. Targ.
Fotografovanie s laminárnym tokom
Laminárne prúdenie- pokojné prúdenie kvapaliny alebo plynu bez miešania. Kvapalina alebo plyn sa pohybuje vo vrstvách, ktoré sa navzájom posúvajú. So zvyšujúcou sa rýchlosťou pohybu vrstiev alebo so znižovaním viskozity kvapaliny sa laminárne prúdenie mení na turbulentné prúdenie. Pre každú kvapalinu alebo plyn sa tento bod vyskytuje pri určitej hodnote Reynoldsovho čísla.
Popis
Laminárne toky sú pozorované buď vo veľmi viskóznych kvapalinách, alebo v tokoch vyskytujúcich sa pri pomerne nízkych rýchlostiach, ako aj v pomalom toku kvapaliny okolo malých telies. Najmä laminárne prúdenie prebieha v úzkych (kapilárnych) rúrkach, v mazacej vrstve v ložiskách, v tenkej hraničnej vrstve, ktorá sa tvorí pri povrchu telies, keď okolo nich prúdi kvapalina alebo plyn atď. So zvýšením rýchlosti pohybom danej kvapaliny sa laminárne prúdenie môže v určitom bode premeniť na neusporiadané turbulentné prúdenie. V tomto prípade sa sila odporu voči pohybu prudko mení. Režim prúdenia tekutín je charakterizovaný takzvaným Reynoldsovým číslom (Re).
Keď hodnota Re menej ako určité kritické číslo Re kp dochádza k laminárnemu prúdeniu tekutín; ak Re > Re kp, režim prúdenia sa môže stať turbulentným. Hodnota Re cr závisí od typu uvažovaného prietoku. Teda pre prietok v kruhových potrubiach Re cr ≈ 2200 (ak sa charakteristická rýchlosť považuje za priemernú rýchlosť na priereze a charakteristickou veľkosťou je priemer potrubia). Preto v Re kp< 2200 течение жидкости в трубе будет ламинарным.
Rozloženie rýchlosti
Profil priemerovania rýchlosti:
a - laminárne prúdenie
b - turbulentné prúdenie
Pri laminárnom prúdení v nekonečne dlhom potrubí sa rýchlosť v ktorejkoľvek časti potrubia mení podľa zákona V-V 0 ( 1 - r 2 / a 2 ), kde Pri LP v nekonečne dlhom potrubí sa rýchlosť v ktorejkoľvek časti potrubia mení podľa zákona -(1 - - - polomer potrubia, r - vzdialenosť od osi, V 0 = 2V priem - axiálna (číselne maximálna) rýchlosť prúdenia; zodpovedajúci parabolický rýchlostný profil je znázornený na obr. A.
Trecie napätie sa mení pozdĺž polomeru podľa lineárneho zákona τ=τ w r/a Kde τ w = 4μVav/a - trecie napätie na stene potrubia.
Na prekonanie síl viskózneho trenia v potrubí s rovnomerným pohybom musí existovať pozdĺžny pokles tlaku, zvyčajne vyjadrený rovnosťou P1-P2 = λ(l/d)ρV priemer 2/2 Kde P1 A P2 - tlak v Ph.D. dva priečne rezy umiestnené vo vzdialenosti l jeden od druhého λ - koeficient odpor v závislosti od Re pre laminárne prúdenie A = 64/Re .