Движении

При исследовании закономерностей турбулентного движения в трубах целесообразно исходить, как это было сделано в случае ламинарного движения, из выражения для касательного напряжения.

Природа касательных напряжений, возникающих в турбулентном потоке, более сложна, чем в ламинарном. В процессе турбулентного перемешивания массы жидкости из центральной части трубы попадают в область потока у стенок, и наоборот, частицы, движущиеся у стенок, - в центральную область потока. Массы, перемещающиеся из центральной части потока к периферии, обладают большими продольными скоростями, чем перемещающиеся в противоположном направлении, так как осредненная местная скорость больше в центральной области потока. Массы, движущиеся с меньшими скоростями, попадая в область больших осредненных скоростей, тормозят движение жидкости в этой области. Таким образом. Обмен массами жидкости в потоке в поперечном направлении приводит к соответственному обмену количеством движения.

Пусть два слоя движутся один относительно другого со скоростью , причем . Обозначим через , скорость поперечного движения, в результате которого происходит обмен массами между слоями. Через некоторую площадку в единицу времени от слоя 1 к слою 2 перемещается масса жидкости . Эта масса принесет с собой слою 2 количество движения, равное , в результате чего движение слоя 2 ускорится. Это равносильно действию на слой 1 со стороны слоя 2 силы, направленной против течения, равной: