тем больше влияние сил инерции в потоке по сравнению с силами вязкости.
4.3. Особенности ламинарного и турбулентного движения жидкости
Одновременно с переходом ламинарного движения в турбулентное изменяется характер распределения скоростей по сечению трубы, а также величина гидравлических сопротивлений (рис.4.3).
При ламинарном течении распределение скоростей по сечению имеет параболический характер: скорости непосредственно на стенках равны нулю, а при удалении от стенок – непрерывно и весьма плавно возрастают, достигая максимума на оси трубы
(рис. 4.3, а).
При турбулентном течении закон распределения скоростей сложнее: в пределах большей части сечения скорости лишь незначительно меньше максимальной скорости на оси, но зато вблизи стенок величина скорости резко падает (рис. 4.3, б).
Более равномерное распределение скоростей по сечению при турбулентном течении объясняется наличием турбулентного перемешивания. Благодаря этому перемешиванию частицы с большими скоростями в центре потока и с меньшими скоростями на его периферии, непрерывно сталкиваясь, выравнивают свои скорости. У самой стенки турбулентное перемешивание парализуется наличием твердых границ, и поэтому там наблюдается значительно более быстрое падение скорости.
Если пропускать жидкость в трубе с различной скоростью, то зависимость гидравлического сопротивления от скорости будет иметь вид, представленный на рис.3.4. До значения скорости, равного критическому,
υср |
υmax 
υ
υср
а |
б |
Рис. 4.3. Законы распределения скоростей
т. е. до момента перехода от ламинарного движения к турбулентному потери напора изменяются прямо пропорционально скорости. При скоростях движения, больших критической, вид зависимости потерь на трение меняется и потери напора становятся пропорциональными квадрату скорости.
Таким образом, ламинарное и турбулентное движение представляют два различных вида движения. Они отличаются не только характером движения частиц, но также особенностями распределения скоростей по сечению и видом зависимости между гидравлическим сопротивлением и скоростью.
32