При течении жидкой среды (жидкости) реализуется два режима: ламинарный и турбулентный
Ламинарный режим - жидкость течет с малой скоростью, отдельными струйками, не смешиваясь, параллельно стенкам канала, при этом траектории отдельных частиц не пересекаются, все частицы имеют лишь продольную составляющую скорости.
С увеличением скорости движения потока жидкости картина качественно меняется. Траектории частиц представляют сложные, хаотические кривые, пересекающиеся между собой. Во всех точках потока скорость и давление нерегулярно изменяются с течением времени, пульсируют вокруг некоторых своих средних значений, возникают поперечные составляющие скорости. Этот режим движения жидкости называется турбулентным. Режим может изменяться с изменением диаметра канала и вязкости жидкости. В турбулентном потоке можно говорить не об актуальных, но только об осредненных за достаточно протяженный отрезок времени величинах скорости и давления.
Между ламинарным и турбулентным режимами движения жидкости находится область развития турбулентности. В этой области турбулентность имеет переменную интенсивность, увеличивающуюся с ростом скорости.
При турбулентном режиме малые возмущения, возникающие в реальных условиях, не затухают, происходит развитие нерегулярного хаотического движения отдельных объемов среды (вихрей). Вихри не являются устойчивыми, четко ограниченными в пространстве образованиями. Они зарождаются, распадаются на более мелкие вихри, затухают с переходом энергии в тепловую.
При выполнении расчетов гидравлических сопротивлений, тепловых и массообменных процессов, происходящих в аппаратах и машинах, необходимо знать режимы течения жидкостей, поскольку для ламинарного режима характерны одни закономерности, а для турбулентного другие.
Количественно режим течения определяется по критерию Рейнольдса:
Здесь w-средняя скорость потока, ρ- плотность жидкости, - характерный размер живого сечения потока, - коэффициенты динамической и кинематической вязкости. Для круглой трубы:
0<Re<2320 – ламинарный режим;
2320<Re<104 - происходит развитие турбулентности;
Re>104-развитый турбулентный режим.
Для круглой трубы Reкр=2320. Для каждого типа движения существует свое критическое число.