Два режима течения жидкости, критерий Рейнольдса.

Как нетрудно было убедиться в вышеприведенном опыте, если фиксировать две скорости в прямом и обратном переходах движения в режимы ламинарное → турбулентное, то

υ1 ≠ υ2

где υ1 – скорость, при которой начинается переход из ламинарного в турбулентный режим;

υ2 – то же самое при обратном переходе.

Как правило, υ2 < υ1. Это можно понять из определения основных видов движения.

Ламинарным (от лат. lamina – слой) считается такое движение, когда в жидкости нет перемешивания частиц жидкости; такие изменения в дальнейшем будем называть пульсациями.

Движение жидкости турбулентное (от лат. turbulentus – беспорядочный), если пульсация местных скоростей приводит к перемешиванию жидкости.

Скорости перехода υ1, υ2 называют:

υ1– верхней критической скоростью и обозначают как υв. кр, это скорость, при которой ламинарное движение переходит в турбулентное;

υ2– нижней критической скоростью и обозначают как υн. кр, при этой скорости происходит обратный переход от турбулентного к ламинарному.

Значение υв. кр зависит от внешних условий (термодинамические параметры, механические условия), а значения υн. кр не зависят от внешних условий и постоянны.

Эмпирическим путем установлено, что:

где V – кинематическая вязкость жидкости;

d – диаметр трубы;

R– коэффициент пропорциональности.

В честь исследователя вопросов гидродинамики вообще и данного вопроса в частности, коэффициент, соответствующий uн. кр, называется критическим числом Рейнольдса Re_кр.

Если изменить V и d, то Re_кр не изменяется и остается постоянным.

Если Re< Reкр, то режим движения жидкости ламинарный, поскольку υ < υкр; если Re > Reкр, то режим движения турбулентный из-за того, что υ> υкр.