Kritisk hastighed er den hastighed og retning, hvormed en væskes strømning gennem et rør skifter fra glat eller "laminar" til turbulent. Beregning af kritisk hastighed afhænger af flere variabler, men det er Reynolds-tallet, der karakteriserer væskestrømmen gennem et rør som enten laminær eller turbulent. Reynolds-tallet er en dimensionsløs variabel, hvilket betyder at det ikke har nogen enheder knyttet til sig.
Hvis du vil finde den kritiske hastighed for vand, der bevæger sig gennem et rørafsnit, starter vi med at bruge den grundlæggende formel til beregning af kritisk hastighed: Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). I denne ligning repræsenterer Vcrit kritisk hastighed, Nr repræsenterer Reynolds-tallet, µ (mu) repræsenterer viskositetskoefficienten (dvs. strømningsmodstanden) for en given væske, D repræsenterer rørets indre diameter, og ρ (rho) repræsenterer densitet af det givne væske. Μ (mu) -variablen måles i kvadratmeter pr. Sekund, og densiteten af den givne væske måles i kilogram pr. Kvadratmeter.
Sig, at du har en to meter lang sektion af rør med en indvendig diameter på 0,03 meter, og du vil vide det kritisk hastighed af vand, der passerer gennem denne sektion af rør med en hastighed på 0,25 meter pr. sekund, repræsenteret af V. Selvom µ varierer med temperaturen, er dens typiske værdi 0,00000114 meter pr. Sekund, så vi bruger denne værdi i dette eksempel. Densiteten, eller ρ, af vand er et kilogram pr. Kubikmeter.
Hvis Reynolds nummer ikke er angivet, kan du beregne det ved hjælp af formlen: Nr = ρ_V_D / µ. Laminar flow er repræsenteret af et Reynold-tal på mindre end 2.320, og turbulent flow er repræsenteret af et Reynold-antal på mere end 4.000.
Tilslut værdierne for hver af variablerne i Reynolds nummerligning. Efter tilslutning af værdierne er Reynolds nummer 6.579. Fordi det er større end 4.000, betragtes strømmen som turbulent.
Tilslut nu værdierne til den kritiske hastighedsligning, og du skal få: Vcrit = (6,579_0,000000114 meter / sekund-kvadrat) / (0,03 meter_1 kilogram / kubikmeter) = 0,025 meter / sekund.