层流(laminar flow)是
流体的一种流动状态,它作层状的流动。流体在管内低速流动时呈现为层流,其质点沿着与管轴平行的方向作平滑
直线运动。流体的
流速在管中心处最大,其近壁处最小。管内流体的平均流速与最大流速之比等于0.5。
对于
粘性流体的层状运动,流体微团的轨迹没有明显的不规则脉动。相邻流体层间只有
分子热运动造成的动量交换。层流只出现在
雷诺数Re(Re=ρUL/μ)较小的情况中,即
流体密度ρ、
特征速度U和物体
特征长度L都很小,或
流体粘度μ很大的情况中。当Re超过某一
临界雷诺数Recr时,层流因受
扰动开始向不规则的湍流过渡,同时运动
阻力急剧增大。临界雷诺数主要取决于流动形式。对于
圆管,Recr≈2000,这时特征速度是圆管
横截面上的
平均速度,特征长度是圆管
内径。层流一般比湍流的
摩擦阻力小,因而在飞行器或
船舶设计中,应尽量使
边界层流动保持层流状态。