Пограничный слой (ПС), область течения вязкой жидкости или газа образующаяся у поверхности обтекаемого твёрдого тела или на границе раздела двух потоков жидкости с различными скоростями, температурами или химическим составом. Толщина ПС мала по сравнению с продольными размерами. ПС может характеризоваться резким изменением в направлении, поперечном скорости течения различных физических характеристик (скорости течения, температуры, концентрации компонентов).
На формирование течения в ПС основное влияние оказывают вязкость, теплопроводность и диффузионная способность жидкости или газа.
Тонкий слой, лежащий между твердой границей (стенкой) и внешним потенциальным потоком, обтекающим твердую границу, называется пристеночным пограничным.
Пограничный слой характеризуется тем, что толщина его увеличивается вдоль течения, и движение жидкости в нем не является продольно-однородным.
 

Рисунок 1 показывает, что течение в пограничном слое слоистое (ламинарное) вблизи точки его зарождения (около передней кромки тела), но постепенно завихряется (становится турбулентным) ниже по течению. Одной из важных проблем аэродинамики является определение положения точки перехода от ламинарного течения к турбулентному. Турбулентный пограничный слой намного толще ламинарного, и их толщины зависят от числа Рейнольдса Re, определяемого как произведение величины v на расстояние от передней кромки x. Толщина пограничного слоя δ дается следующими соотношениями:

(1)

Для определения характера пограничного слоя служит коэффициент C_f. Тело определенной конфигурации имеет свой коэффициент. Так, например, для плоской пластины коэффициент сопротивления ламинарного пограничного слоя равен:

(2)

для турбулентного слоя

(3)

где Re – число Рейнольдса, выражающее отношение инерционных сил к силам трения и определяющее отношение двух составляющих - профильное сопротивление (сопротивление формы) и сопротивление трения. Число Рейнольдса Re определяется по формуле:

(4)

где V – скорость воздушного потока, I – характер размера тела, γ – кинетический коэффициент вязкости сил трения воздуха.

Толщина слоя и картина течения внутри него помимо скорости зависят от вязкости и плотности движущихся фаз, типа течения и др. характеристик контактирующих сред. Например, вблизи неподвижной твердой стенки, обтекаемой потоком жидкости, внутри пограничного слоя скорость жидкости постепенно нарастает от нуля у твердой стенки до скорости потока V.
 

Процесс сушки может быть ускорен путем понижения толщины пограничного слоя. Рассмотрим этот вопрос. Процесс испарения влаги со свободной поверхности в изотермических условиях подчиняется закону Дальтона:

(1),

где

m - масса испарившейся жидкости;
t - время;
K - коэффициент, учитывающий гидродинамические условия на поверхности;
S  - площадь поверхности испарения материала;
P₀ - давление насыщенного пара на поверхности материала (при температуре поверхности);
P - парциальное давление пара в окружающей среде;
P_d - барометрическое давление в окружающей среде.

Коэффициент  К, учитывающий гидродинамические условия на поверхности испарения, тем больше, чем выше скорость относительного движения поверхности испарения и окружающего воздуха. При увеличении скорости относительного движения становится тоньше пограничный слой над поверхностью испарения:

(2),

где
δ- толщина диффузионного пограничного слоя;
l - характерный размер;
Pe - число Пекле;
D - коэффициент диффузии;
θ- скорость потока.

Поэтому, как правило, процесс сушки проводят при обдувании сушимого материала потоком нагретого воздуха (конвективная сушка). Однако при сушке мелкодисперсных порошкообразных материалов увеличение скорости ограничено тем, что при больших скоростях воздуха начинается унос частиц.Поэтому, как правило, процесс сушки проводят при обдувании сушимого материала потоком нагретого воздуха (конвективная сушка). Однако при сушке мелкодисперсных порошкообразных материалов увеличение скорости ограничено тем, что при больших скоростях воздуха начинается унос частиц.

Всякое тело, движущееся в жидкости, обладающей небольшим трением, увлекает за собой тонкий слой жидкости (пограничный слой). Такой же тонкий слой образуется и при движении жидкости в коротком канале около его стенок, но теперь этот слой отстает от общего потока жидкости. В длинных каналах пограничный слой постепенно, по мере удаления от входа в канал, увеличивается в толщине (согласно формуле пропорционально корню квадратному из расстояния от входа и в конце концов заполняет весь просвет канала). Это означает, что в длинных каналах влияние трения распространяется на все поперечное сечение. Такое увеличение толщины пограничного слоя во многих случаях происходит значительно быстрее, чем это следует из формулы; причиной этого является процесс перемешивания жидкости, называемый турбулентностью.

Касательные напряжения, возникающие на стенке при ее обтекании, складываясь по всей поверхности стенки, дают сопротивление трения. Для случая пластинки, обтекаемой жидкостью с двух сторон, легко получить приближенную оценку величины этого сопротивления.

В существовании пограничного слоя можно убедиться при помощи следующего простого опыта. Поместим в не слишком быстрый поток воды какое-нибудь тело (пластинку, цилиндр, шар и т. п.) и подведем через заостренную стеклянную трубочку немного окрашенной жидкости к какому-нибудь месту обтекаемого тела. Убрав трубочку, мы увидим, что около поверхности тела еще долгое время остается тонкий окрашенный слой жидкости. Очевидно, что этот слой возникает вследствие прилипания частиц окрашенной жидкости к поверхности тела.