السرعة الحرجة هي السرعة والاتجاه الذي يتغير فيه تدفق السائل عبر الأنبوب من سلس أو "رقائقي" إلى مضطرب. يعتمد حساب السرعة الحرجة على متغيرات متعددة ، لكن رقم رينولدز هو الذي يميز تدفق السائل عبر الأنبوب على أنه إما رقائقي أو مضطرب. رقم رينولدز هو متغير بلا أبعاد ، مما يعني أنه لا يحتوي على وحدات ملحقة به.
إذا أردت إيجاد السرعة الحرجة للمياه التي تتحرك خلال مقطع من الأنبوب ، فسنبدأ باستخدام الصيغة الأساسية لحساب السرعة الحرجة: Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). في هذه المعادلة ، Vcrit تمثل السرعة الحرجة ، Nr تمثل رقم رينولدز ، µ (mu) تمثل معامل اللزوجة (أي ، مقاومة التدفق) لسائل معين ، D تمثل القطر الداخلي للأنبوب ، و ρ (rho) تمثل كثافة المعطى سائل. يتم قياس المتغير µ (mu) بالمتر المربع في الثانية ويتم قياس كثافة السائل المحدد بالكيلوجرام لكل متر مربع.
لنفترض أن لديك مقطعًا بطول مترين من الأنابيب وقطر داخلي يبلغ 0.03 متر ، وتريد معرفة يتم تمثيل السرعة الحرجة للمياه التي تمر عبر هذا الجزء من الأنبوب بسرعة 0.25 متر في الثانية بواسطة V. على الرغم من أن µ تختلف باختلاف درجة الحرارة ، فإن قيمتها النموذجية هي 0.00000114 متر مربع في الثانية ، لذلك سنستخدم هذه القيمة في هذا المثال. كثافة الماء ، أو ρ ، هي كيلوغرام واحد لكل متر مكعب.
إذا لم يتم إعطاء رقم رينولد ، يمكنك حسابه باستخدام الصيغة: Nr = ρ_V_D / µ. يتم تمثيل التدفق الصفحي بعدد رينولد الذي يقل عن 2320 ، ويمثل التدفق المضطرب بعدد رينولد الذي يزيد عن 4000.
عوض بالقيم لكل من المتغيرات في معادلة رقم رينولد. بعد إدخال القيم ، يكون رقم رينولد هو 6579. نظرًا لأنه أكبر من 4000 ، يعتبر التدفق مضطربًا.
الآن عوض بالقيم في معادلة السرعة الحرجة ، ويجب أن تحصل على: Vcrit = (6،579_0.000000114 متر / ثانية تربيع) / (0.03 متر_1 كيلوجرام / متر مكعب) = 0.025 متر / ثانية.