안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
네, 층류와 난류를 가를 때 가장 먼저 레이놀즈 수를 따져요. 레이놀즈 수는 유체 밀도와 속도, 관의 지름을 곱하고 점성으로 나눈 값이에요. 흐름 속에 작은 흔들림이 생기면 관성은 그 흔들림을 계속 키우려 하고, 점성은 끈적하게 붙잡아 가라앉히려 해요. 점성이 이기면 유체가 층층이 미끄러지듯 나란히 흐르는 층류가 되고, 관성이 이기면 소용돌이가 뒤엉킨 난류가 돼요.
원형 관에서는 레이놀즈 수가 약 2,300보다 작으면 층류, 4,000 정도를 넘으면 난류이고, 그 사이는 두 상태를 오가는 전이 구간이에요. 1883년 레이놀즈가 유리관 속 물에 잉크를 흘려 이 경계를 처음 확인했어요. 수도꼭지를 조금만 틀면 물줄기가 유리 막대처럼 매끈하다가, 세게 틀면 속도가 커져 레이놀즈 수가 경계를 넘으면서 하얗게 흐트러져요.
그런데 이 숫자가 어디에나 들어맞지는 않아요. 평판 위 공기는 수십만에서 난류로 바뀌는 등 물체 모양에 따라 기준이 달라져요. 관 입구를 매끄럽게 다듬고 진동을 없애 10만 가까이까지 층류를 유지한 실험도 있어서, 대략적인 판단 기준으로 쓰여요 :)