层流时，全断面都是层流状态，因而速度分布规律适用于整个过流断面。而管中出现紊流时，并非整个断面都同样出现紊流状态。经观测，在靠近管壁处存在着一层极薄的层流层，称为黏性底层，如图6．11所示。这是因为分子附着力作用，管壁上有流体黏附，此处流体的运动速度为零。这种黏附作用必然影响壁面附近的流动，使紊流的脉动与质点的掺混在靠近管壁处受到抑制。由于管壁凹凸不平，有时这里也能产生涡漩和脉动因素，但这种现象往往不能持久。这里有时是涡漩紊动的发源地，但是，由于黏性的影响较大，紊流现象受到抑制。越是远离管壁，黏性影响逐渐减弱，到适当距离，变成为紊流运动了，此区域称为紊流核心。在紊流核心和黏性底层之间存在一个界限不很分明的过渡层，由于过薄，有时也将它算在紊流核心范围内，并简称为紊流区。

黏性底层的厚度δ，并不是固定的，它与流体的黏度ν成正比，与流体的运动速度v成反比，而且与反映壁面粗糙度有关的沿程摩擦系数λ有关，通过理论与实验计算，得到一个近似计算公式，即

这个公式计算起来很困难，因为λ与及Re有关的量有关。

图6．11　管中紊流结构(www.daowen.com)

下面的半经验公式具有足够的精确度，计算方便，可以选用：

式中，d为管道内直径。

黏性底层的厚度在紊流运动中通常只有十分之几毫米，但是，它对紊流流动的能量损失以及流体与管壁之间的热交换起着重要的影响。黏性底层的厚度越薄，换热就越强，摩阻损失越大。

任何管道，由于材质、加工、使用条件和年限等因素的影响，管道内壁总是凹凸不平，其粗糙凸出部分的平均高度Δ称为管壁的绝对粗糙度，将Δ与管子内径d（或半径r0）的比值称为管壁的相对粗糙度，而将称为相对光滑度。相对粗糙度越大，管道越粗糙；而相对光滑度越大，表明管道越光滑。但是，更为重要的是黏性底层厚度和绝对粗糙度Δ的对比关系。一般认为，当黏性底层厚度大于壁面绝对粗糙度时，即δ＞Δ时，Δ淹没在黏性底层中，Δ对流动阻力没有影响，而只是由于黏性底层的存在，黏滞性对阻力有一定影响，这种流动条件下的管道，称为水力光滑管。而当δ＜Δ时，黏性底层被破坏，这时流体的阻力主要决定于壁面绝对粗糙度，这种管道称为水力粗糙管。由此看出，这里的所谓水力光滑管或水力粗糙管，它决定于管内流体的运动情况，同一条管道，可以为水力光滑管，也可以为水力粗糙管，主要取决于黏性底层厚度δ与壁面绝对粗糙度Δ的对比。