El fenómeno turbulento es ocasionado por la inestabilidad del flujo laminar, creando pequeños remolinos que se mueven de manera aleatoria a lo largo y ancho del campo de flujo. Esta situación ocasiona un cambio constante de la magnitud y dirección del vector velocidad en cualquier punto. La turbulencia es un intercambio continuo y aleatorio de masa entre las diferentes zonas del campo de flujo que propicia la mezcla. Esto implica que materia de mayor energía cinética que pasa por el centro de la tubería pase a las zonas laterales y viceversa ocasionado una mayor uniformidad de las velocidades promedio en sentido del movimiento general.
El flujo turbulento representa un incremento sustancial en la perdida de energía. En resumen, la turbulencia se caracteriza por su condición aleatoria en el tiempo y en el espacio, un rápido proceso de mezcla, la fluctuación tridimensional de las velocidades y la alta disipación de energía, y por eso un fenómeno controlado por las características del flujo como por las del fluido. La turbulencia se presenta para números de Reynolds elevados y es un movimiento macroscópico de pequeños remolinos.
Para la determinación de esfuerzos cortantes en flujo turbulento se parte de la ecuación,
pero esta deja de tener validez, por lo que debe definirse como un promedio, pues tiene características aleatorias,
o η ; viscosidad del remolino
o 
; velocidad promedio
La naturaleza de esta viscosidad de remolino “η”, presenta toda la dificultad del análisis de flujo turbulento, pues este será función no solo del fluido, sino también de las características del flujo.
Para situaciones intermedias donde la viscosidad y la turbulencia tiene influencia, el esfuerzo cortante se puede expresar como:
o μ ; viscosidad dinámica ya conocida
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