Общие сведения. Различают два режима течения жидкости: ламинарный (слоистый) и турбулентный (вихревой)

Различают два режима течения жидкости: ламинарный (слоистый) и турбулентный (вихревой).

При ламинарном режиме линии тока вполне определяются формой русла, по которому течет жидкость. Частицы жидкости движутся по параллельным траекториям, поперечные перемещения отсутствуют, поэтому поток имеет слоистую структуру. Ламинарное течение является вполне упорядоченным и при постоянном напоре – строго установившемся течением, хотя его нельзя назвать безвихревым: одновременно с поступательным движением имеет место вращательное движение отдельных частиц жидкости относительно своих мгновенных центров вращения.

При турбулентном режиме движение отдельных частиц жидкости подобно хаотическому, беспорядочному движению молекул газа, поэтому движение жидкости в целом носит также неупорядоченный характер. При турбулентном движении вектор скорости имеет не только осевые, но и нормальные к оси русла составляющие, поэтому наряду с основным продольным перемещением жидкости существуют поперечные перемещения и вращательные движения отдельных объемов жидкости, что приводит к интенсивному вихреобразованию потока в целом. Поперечное перемешивание жидкости обуславливает пульсации давления и скорости, при которых вышеназванные параметры в любой точке потока постоянно меняются во времени.

При резком изменении поперечного сечения или направления канала от его стенки отрывается транзитная струя. В кольцевом пространстве между транзитной струей и стенкой канала формируется зона интенсивного вихреобразования – циркуляционная (вальцовая) зона.

Для визуального наблюдения за характером течения применяют меченые частицы (например, частицы алюминия) или окрашенные (например, чернилами или тушью) струйки. При установившемся (стационарном) течении линия тока совпадает с траекторией частицы и не изменяет своей форме с течением времени, осредненные значения скорости и давления в каждой точке потока также постоянны во времени. В этом случае и расход, то есть количество жидкости, проходящее через заданное сечение в единицу времени, также не изменяется во времени.