5. Режимы движения реальной жидкости
Существование двух принципиально различных режимов дви¬жения жидкости было обнаружено Гагеном и Д. И. Менделеевым (1880 г.). Наиболее полно исследовал это явление Рейнольде (1893 г.) при помощи прибора, состоящего из резервуара /, в ниж¬ней части которого выведена горизонтальная прозрачная труба 2 (рис. 1-8, а). Левый конец трубы имеет плавный вход, а правый — снабжен краном 3. Над резервуаром /, наполненным жидкостью, расположен бачок 4 с темной краской, подводимой открыванием краника 5 по тонкой трубке 6 во входное сечение трубы 2. Под¬держивая в резервуаре / постоянный уровень жидкости, можно изменять расход последней (и, следовательно, скорость) в трубе 2, варьируя степень открытия крана 3.
Проведенные опыты показали, что при скоростях жидкостиw в трубе 2 ниже некоторой «критической» величины wK струйки красителя проходят по всей длине трубы, не размываясь и не сме¬шиваясь с потоком жидкости, идущим из резервуара /. При ско¬ростях же w > wK струйка красителя, попадая в трубу 2, размы¬вается, окрашивая весь поток. Очевидно, в первом случае (w < < wK) частицы жидкости движутся по траекториям, параллель¬ным стенке трубы 2, не перемешиваясь; такой режим параллельно-струйчатого, или слоистого, движения жидкости называется л а -м и н а р н ы м. Во втором случае (w > wK), несмотря на посту¬пательное движение потока слева направо, отдельные его частицы перемещаются по самым разнообразным траекториям (хаотически), вызывая перемешивание всей жидкости; такой режим течения на¬зывается турбулентным.