Ламинарное течение

Ламина́рное тече́ние (лат. lāmina — «слой») — течение, при котором жидкость или газ перемещаются слоями без перемешивания и пульсаций (то есть без беспорядочных быстрых изменений скорости и давления).

До 1917 года в российской науке пользовались термином струйчатое течение.

Только в ламинарном режиме возможно получение точных решений уравнения движения жидкости (уравнений Навье — Стокса), например, — течение Пуазейля.

Переход к турбулентности

Ламинарное течение возможно только до некоторого критического значения числа Рейнольдса, после которого оно переходит в турбулентное. Критическое значение числа Рейнольдса зависит от конкретного вида течения (течение в круглой трубе, обтекание шара и т. п.). Например, для течения в круглой трубе $Re_{kr}\simeq 2300$.

Схематичное изображение ламинарного (a) и турбулентного (b) течения в плоском слое

В некоторых случаях для получения порогового числа Рейнольдса достаточно провести линейный анализ устойчивости — теоретический анализ устойчивости под воздействием бесконечно малых возмущений. Так, например, получены пороги для течения между параллельными плоскостями и течение Куэтта — Тейлора между вращающимися цилиндрами. Однако в некоторых случаях линейного анализа недостаточно: для течения в круглой трубе он приводит к абсолютной устойчивости, что опровергается экспериментами.

В гидравлике, если труба не круглого сечения, то $Re_{kr}$ рассчитывается по гидравлическому диаметру

$dr={\frac {4F}{\chi }},$

где $F$ — площадь поперечного сечения трубы, $\chi$ — полный смоченный периметр.

См. также

• Число Фруда
• Число Рейнольдса

Ссылки

• Видеоролик, демонстрирующий на опыте ламинарное и турбулентное течения
• Начальный участок ламинарного течения