Законы теплообмена при ламинарном и турбулентном режимах различны, поэтому определение их границ имеет большое значение.

О режиме течения судят по критическим значениям числа Re:

Re_кр1 = w₀х_кр1/n и Re_кр2 = w₀х_кр2/n,

где х – продольная координата, отсчитываемая от передней кромки поверхности. Зная Re_кр1 и Re_кр2 можно определить х_кр1 и х_кр2, которые определяют соответственно начало разрушения ламинарного слоя и появления устойчивого турбулентного течения. Из опытных данных получено, что

Re_кр = 10⁴ - 4×10⁶

На переход влияют такие характеристики внешнего источника, как степень турбулентности, масштаб турбулентности. При ускорении потока переход затягивается, при замедлении - наступает при меньших значениях х (или Re_х).

Кроме параметров внешнего потока на переход из ламинарного течения в турбулентное влияют параметры, связанные с омываемым теплом. Значения Re_кр1 и Re_кр2 зависят:

1) от интенсивности теплообмена;

2) от волнистости, шероховатости поверхности;

3) обтекаемости передней кромки пластины;

4) вибрации тела.

На рис. представлена зависимость критических чисел Рейнольдса от степени турбулентности набегающего потока

,

где v¢²_x, v¢²_y, v¢²_z – средние во времени квадраты трех составляющих пульсации скорости; w₀ – скорость внешнего потока.

При сравнительно малых значениях Tu переход не зависит от степени турбулентности внешнего потока, а определяется характеристиками самого ламинарного слоя (его устойчивостью).

Увеличение Tu приводит к уменьшению Re_кр.

На практике сечение перехода можно определить по изменению осредненной во времени v_х (у). При турбулентном течении v_х резко увеличивается вблизи стенки, на удалении от нее v_х (у) становится более выровненной. Выравнивание объясняется турбулентным переносом кол-ва движения.