Kritisk hastighet är hastigheten och riktningen med vilken vätskeflödet genom ett rör förändras från slät eller "laminär" till turbulent. Beräkningen av kritisk hastighet beror på flera variabler, men det är Reynolds-talet som karakteriserar vätskans flöde genom ett rör som antingen laminärt eller turbulent. Reynolds-talet är en måttlös variabel, vilket betyder att det inte har några enheter kopplade till det.
Beräkna kritisk hastighet

Om du ville hitta den kritiska hastigheten för vatten som rör sig genom ett rörsnitt, vi Jag börjar med den grundläggande formeln för att beräkna kritisk hastighet: Vcrit \u003d (Nr_µ) /(D_ρ). I denna ekvation representerar Vcrit kritisk hastighet, Nr representerar Reynolds-talet, µ (mu) representerar viskositetskoefficienten (dvs motståndet mot flöde) för en given vätska, D representerar rörets innerdiameter och ρ (rho representerar densiteten för den givna vätskan. Variablen µ (mu) mäts i meter-kvadrat per sekund och densiteten för den givna vätskan mäts i kilogram per meter-kvadrat.


Säg att du har en två meter lång rördel med en inre diameter på 0,03 meter, och du vill veta den kritiska hastigheten för vatten som passerar genom den delen av röret med en hastighet av 0,25 meter per sekund, representerad av V. Även om µ varierar med temperaturen, är dess typiska värde 0.00000114 meter-kvadrat per sekund , så vi kommer att använda detta värde i det här exemplet. Vattenens densitet, eller ρ, är en kilo per kubikmeter.


Om Reynolds nummer inte anges, kan du beräkna det med formeln: Nr \u003d ρ_V_D /µ. Laminariskt flöde representeras av ett Reynolds antal på mindre än 2,320, och turbulent flöde representeras av ett Reynolds antal större än 4 000.


Anslut värdena för var och en av variablerna i Reynolds nummerekvation. Efter att ha anslutit värdena är Reynolds nummer 6,579. Eftersom det är större än 4 000 anses flödet vara turbulent.


Anslut nu värdena till den kritiska hastighetsekvationen, och du bör få: Vcrit \u003d (6,579_0,000000114 meter /sekund-kvadrat) /( 0,03 meter_1 kg /kubikmeter) \u003d 0,025 meter /sekund.