粘性底層

在湍流中，緊靠固體邊界附近的地方，因脈動流速很小，由脈動流速產生的附加切應力也很小，而流速梯度卻很大，所以粘滯切應力起主導作用，其流態基本上屬於層流。因此湍流中不是整個液流都是湍流，在緊靠固體邊界表面有一層極薄的層流層存在，該層流層就叫粘性底層。

基本介紹

• 中文名：粘性底層
• 外文名：Viscous sublayer
• 學科：水利工程
• 位置：緊靠固體邊界附近的地方
• 性質：一層極薄的層流層
• 出現於：湍流中

簡介

在湍流中，緊靠固體邊界附近的地方，因脈動流速很小，由脈動流速產生的附加切應力也很小，而流速梯度卻很大，所以粘滯切應力起主導作用，其流態基本上屬於層流。因此湍流中不是整個液流都是湍流，在緊靠固體邊界表面有一層極薄的層流層存在，該層流層就叫粘性底層。

相關說明

（1）粘性底層厚度很薄，一般只有十分之幾毫米。

（2）當管徑d相同時，隨著液流的流動速度增大，雷諾數增大，粘性底層變薄。

圓管壁面水力特性

根據粘性底層厚度δ1與管壁的粗糙度△的關係，在不同的Re流動狀態下，任一圓管的壁面均可能呈現下列三種水力狀態：

1、水力光滑壁面（管）（hydraulic smooth wall）： 當管內流動雷諾數較小時，粘性底層厚度δ1較大，以至於粘性底層足以覆蓋全部粗糙，管壁的粗糙度△對紊流結構基本上沒有影響，水流就象在光滑的壁面上流動一樣。這種情況在水力學中稱為水力光滑壁面（管）。

2、水力粗糙壁面（管）（hydraulic rough wall）： 當粘性底層厚度δ1足夠小，以致粗糙度△對紊流切應力起決定性作用，其粗糙突出高度伸入到紊流流核中，成為渦旋的策源地，從而加劇了紊流的脈動作用，水頭損失也較大，這種情況在水力學中稱為水力粗糙壁面（管）。

3、水力過渡區壁面（管）（transition region wall ）： 介於水力光滑管區與水力粗糙管區之間的區域的紊流阻力受粘性和紊動同時作用，這個區域稱為過渡區。