Ламинарное течение
ЛАМИНАРНОЕ ТЕЧЕНИЕ (от латинского lamina - пластинка), течение жидкости или газа, при котором траектории частиц среды практически параллельны направлению основного потока. В общем случае различные слои жидкости или газа движутся с разными скоростями, причём в ламинарном течении отсутствует перемешивание соседних слоёв среды. Ламинарное течение наблюдается в очень вязких жидкостях, а также при достаточно медленном обтекании жидкостью или газом тел малых размеров.
При случайных возмущениях ламинарное течение теряет устойчивость и переходит в неупорядоченный турбулентный режим (смотри Турбулентное течение). Существование того или иного режима течения определяется значением Рейнольдса числа Re = ρυl/μ, (υ - характерная скорость потока, I - характерный размер течения, ρ - плотность жидкости, μ - коэффициент динамической вязкости среды). Для каждого вида течения существует так называемое нижнее критическое число Рейнольдса Reкp, такое, что при любом Re < Reкp ламинарное течение является устойчивым. В этом случае любые малые возмущения в ламинарном течении затухают со временем. Значение Reкp не является универсальным и обычно определяется экспериментально. При Re > Reкp ламинарное течение фактически существовать не может, так как любое возмущение переводит ламинарное течение в турбулентное течение.
Реклама
При течениях в круглых трубах Reкp составляет около 2200. Так, например, ламинарное течение воды со средней скоростью 1 м/с возможно лишь в трубах с диаметром d не более 2,2 мм (здесь l = d). Расход жидкости за единицу времени при ламинарном течении в трубе определяется Пуазёйля законом. В реках турбулентный режим движения воды наступает при Reкp = 300-490 (здесь под l понимают поперечный размер русла). Течения в природе и технике, как правило, турбулентны. При спуске космических аппаратов с околоземной орбиты ламинарный режим обтекания на высоте 50-60 км над поверхностью Земли сменяется турбулентным режимом.
Ламинарное течение наблюдаются в узких (капиллярных) трубках, в слое смазки в подшипниках, в тонком пограничном слое вблизи обтекаемой поверхности. Теория ламинарного течения применяется при решении ряда задач физики и химической технологии, например при рассмотрении течений в тонких плёнках жидкости.
Лит.: Тарг С. М. Основные задачи теории ламинарных течений. М.; Л., 1951; Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. 7-е изд. М., 2003.
Г. А. Тирский.