Поток жидкости в трубах или оборудовании может быть классифицирован на два режима: ламинарный и турбулентный, чьи структуры, потребление энергии и транспортные характеристики существенно отличаются.

1. Ламинарный (вязкий) поток

   Происходит при низких числах Рейнольдса (Re < 2000). жидкость движется в гладких, параллельных слоях без макроскопического смешения между ними; передача импульса, тепла,и масса в радиальном направлении происходит исключительно молекулярной диффузиейВискозные силы доминируют, потери энергии невелики, но скорость транспортировки медленная.

2. Турбулентное течение

   Инерция доминирует, движение становится нестабильным, и случайно появляются трехмерные вихри.с высоким коэффициентом тепло- и массопередачиОднако они также генерируют дополнительное рассеивание механической энергии, проявляющееся в виде большего падения давления и шума.

3. Переходный режим

   Для 2000 ≤ Re < 4000, поток очень чувствителен к условиям входа, шероховатости стен и внешним нарушениям. Он может оставаться временно ламинарным или резко переходить в турбулентность;Поэтому инженерная практика рассматривает этот регион как турбулентный, чтобы обеспечить безопасность.

4. Физическое значение числа Рейнольдса

   Re = ρud/μ выражает соотношение инерциальных и вязких сил:

   • ρu2/d представляет собой инерционный член, который движет жидкость вперед и создает вихри;
   • μu/d2 представляет собой вязкий термин, который увлажняет градиенты скорости и стабилизирует поток.

   Следовательно, более высокий Re означает большую тенденцию к нестабильности и турбулентности.

5. Инженерные последствия
   • Трубы, теплообменники и другое оборудование сначала измеряются путем оценки Re для выбора подходящего режима потока.
   • Турбулентный поток позволяет более компактные конструкции, но требует большей мощности насоса или вентилятора.
   • Процессы, чувствительные к ламинарным условиям (например, высокополимерные плавки,точная фильтрация) должна поддерживать Re ниже критического значения, чтобы избежать деградации сдвига или чрезмерного повышения давления, вызванного турбулентностью.