Bir uçakta seyahat ederken , şiddetli hava koşulları veya yüksek dağların üzerinden hava akışı sırasında meydana gelen türbülans nedeniyle pilotun emniyet kemerlerini bağlama talimatı verdiğini duyuyoruz . Akış modelleriyle ilgili başka ilk elden deneyimler olabilir. Akışkan akış modelleri genellikle laminer ve türbülanslı akışlara bölünmüştür. Şimdi, nozulsuz kullanılan bir bahçedeki vanayı az miktarda açmaya çalışın ve ne olduğunu görün. Düzenli bir şekilde oradan su akar. Suyun akış biçiminde an be an değişmez. Laminer akışkan akışının klasik örneklerinden biridir. Valf kademeli olarak açılırsa, nihayetinde pürüzsüz bir su akışının kararsızlaşmaya başladığı ve çalkantılı hale geldiği bir nokta bulacaksınız. Bozulma nedeniyle su camsı görünümünü kaybetti.

Laminer ve Türbülanslı Akışlar

Bir nesnenin etrafındaki pürüzsüz sıvı akışının laminer olduğu bilinmektedir (Şekil a’da gösterildiği gibi). Laminer akış, sıvının nispeten yavaş bir hareketi gözlemlendiğinde meydana gelir. Akış daha hızlı hareket ettiğinde, küreyi çevreleyen desen kırılmaya başlar ve rastgele düzensiz bir desen gözlenir. Bu düzensiz model, şekil b’de gösterilen türbülans olarak bilinir. Kürenin arkasında, bazı küçük girdaplar ve girdaplar bulduk ve aşağı akıştaki akış bir rahatsızlık yaşıyor.

Akışın özellikleri nasıl belirlenir – Reynold Sayısı

Akışın özelliklerini analiz ederken çeşitli faktörlerin dikkate alınması gerekir. Bunlar:

• Sıvı içinde hareket eden nesnenin boyutu veya sıvının içinden geçtiği boru veya kanalın boyutudur.
• Nesnenin veya sıvının hızıdır.
•  Yoğunluk ve viskozite içeren sıvının özellikleridir.

İngiliz mühendis Osborne Reynolds, on dokuzuncu yüzyılda bu parametreler arasındaki kesin ilişkiyi keşfetti . Deneyleri, borulardan akarken laminer ve türbülanslı akış arasındaki geçişi içeriyordu.

Akışkanlar mekaniğinde en önemli değişken olarak kabul edilen boyutsuz bir sayının bu geçişi tanımladığı bulundu. Reynolds sayısı ( Re ), bu denklem ile ifade edilir –

Re = ρvl / μ

Sıvının yoğunluğu ve viskozitesi, hızı v ve mevcut problemi temsil eden karakteristik bir  l uzunluğu açısından. İçin ham petrol , bir boru boyunca pompalanır olan, karakteristik uzunluk L borunun çapı olduğudur.
Reynolds sayısı, bir akışkan içinde etkiyen atalet ve viskoz kuvvetler arasındaki oranın fiziksel yorumuna sahiptir; ilki yoğunluk ile orantılıdır. Sıvı hızlı hareket ettiğinde, çok viskoz olmadığında veya çok yoğun olduğunda, Reynolds sayısı büyük olacaktır ve bunun tersi de geçerlidir. Sıvının ataleti, onu bozma ve düzensiz akmasına neden olma eğilimindedir. Öte yandan, viskoz etkiler sürtünmeye benzer ve enerjiyi dağıtarak sıvıyı düzgün bir şekilde akması için stabilize edebilirler. Hesaplamalar açısından, laminer akışı içeren makine mühendisliğinde ortaya çıkan durumlar genellikle nispeten basit matematiksel denklemlerle tanımlanabilir; bu genellikle türbülanslı akışlar için geçerli değildir. Ancak bu denklemlerin kullanışlılığı düşük hızlarla ve küreler, düz plakalar ve silindirler gibi ideal şekillerle sınırlı olacaktır. Deneyler ve ayrıntılı bilgisayar simülasyonları, genellikle mühendislerin işin karmaşıklığını anlamaları için gereklidir.