Bei einem Versuch hatten wir beobachtet, daß laminare Strömung ab einer gewissen Geschwindigkeit ist in turbulente Strömung umschlagen kann. Das liegt daran, daß die Druckdifferenz der strömenden Flüssigkeit vor und neben dem Hindernis so groß wird, daß dahinter Wirbel entstehen. Aufgrund der Drehimpulserhaltung setzen sich die Wirbel nach hinten fort.

Wir hatten ebenfalls festgestellt, daß an einem Körper in einer strömenden Flüssigkeit eine Reibungswiderstand entsteht. Unmittelbar am Körper haftet die Flüssigkeit fest. Die relative Geschwindigkeit zwischen Körper und Flüssigkeit ist also dort null. In der Grenzschicht steigt die Geschwindigkeit auf den Wert der ungestörten Strömung. In dieser Grenzschicht entsteht durch die innere Haltung der Flüssigkeit der Reibungswiderstand.

Neben dem Reibungswiderstand ist der sogenannte Druckwiderstand von größter Bedeutung. Bewegt ein Körper sich relativ zu einer Flüssigkeit, so bildeten sich, wie eben erläutert, an seiner Rückseite Wirbel. Diese lösen sich vom Körper und wandern weg. Durch diese Wirbelbildung entsteht der Druckwiderstand.

Will man den Druckwiderstand verringern, so muß man dazu die Wirbel möglichst verhindern. Das kann durch eine geeignete Körperform, eine sogenannte Stromlinienform, realisiert werden.

Reibungswiderstand und Druckwiderstand addieren sich zum Strömungswiderstand. Der Betrag dieser Widerstandskraft ist bei größeren Geschwindigkeiten direkt proportional zur Stirnfläche A, das heißt zum größten Querschnitt des Körpers normal zur Strömungsrichtung, und zum Staudruck ½ r v².

c_w wird der Widerstandsbeiwert genannt.

Ein Vergleich mit dem Gesetz von Stokes liefert

Þ für laminare Strömung

mit

Reynold'sche Zahl

Damit gibt die Reynold'sche Zahl das Verhältnis von kinetischer Energie des bewegten Volumens und verbrauchter Reibungsenergie bei der Bewegung an.

Merke: Die Reynold'sche Zahl ist der Quotient aus der zweifachen kinetischen Energie des bewegten Volumens und der verbrauchten Reibungsenergie bei der Bewegung.

Die Reynoldache Zahl ist damit ein Maß dafür, ob eine Strömung laminar oder turbulent ist. Ist die kinetische Energie kleiner als die Reibungsenergie, so ist die Strömung laminar. Bei großer kinetischer Energie , d.h. bei hoher Strömungsgeschwindigkeit schlägt die Strömung in einer turbulente Strömung um. Der Wert von Re, bei dem dies passiert, wird kritische Re-Zahl genannt. Der typische Wert wird bei Re @ 1160 angesetzt, der kritische Wert der Rohrströmung ist Re @ 2300.