Kriittinen nopeus on nopeus ja suunta, jolla nesteen virtaus putken läpi muuttuu tasaisesta eli "laminaarisesta" turbulentiksi. Kriittisen nopeuden laskeminen riippuu useista muuttujista, mutta se on Reynoldsin luku, joka luonnehtii nesteen virtausta putken läpi joko laminaarisena tai turbulenttina. Reynoldsin numero on ulottumattomuusmuuttuja, eli siihen ei ole liitetty yksiköitä.
Jos haluat löytää putken osan läpi liikkuvan veden kriittisen nopeuden, aloitamme käyttämällä kriittisen nopeuden laskemisen peruskaavaa: Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). Tässä yhtälössä Vcrit edustaa kriittistä nopeutta, Nr edustaa Reynoldsin lukua, µ (mu) edustaa viskositeettikerrointa (ts. tietyn nesteen virtausvastus) D edustaa putken sisähalkaisijaa ja ρ (rho) edustaa annetun nesteen tiheyttä nestemäinen. Μ (mu) -muuttuja mitataan neliömetreinä sekunnissa ja annetun nesteen tiheys mitataan kilogrammoina neliömetriä kohti.
Oletetaan, että sinulla on kahden metrin pituinen putkiosa, jonka sisähalkaisija on 0,03 metriä, ja haluat tietää kyseisen putkiosan läpi kulkevan veden kriittinen nopeus 0,25 metriä sekunnissa edustettuna kirjoittanut V. Vaikka µ vaihtelee lämpötilan mukaan, sen tyypillinen arvo on 0,00000114 neliömetriä sekunnissa, joten käytämme tätä arvoa tässä esimerkissä. Veden tiheys eli ρ on yksi kilogramma kuutiometriä kohti.
Jos Reynoldin numeroa ei anneta, voit laskea sen käyttämällä kaavaa: Nr = ρ_V_D / µ. Laminaarivirtausta edustaa Reynoldin luku alle 2320, ja turbulenttia virtausta edustaa Reynoldin luku yli 4000.
Liitä Reynoldin numeroyhtälön jokaisen muuttujan arvot. Kun arvot on kytketty, Reynoldin numero on 6579. Koska virtaus on yli 4000, virtausta pidetään turbulenttina.
Liitä nyt arvot kriittiseen nopeusyhtälöön ja saat: Vcrit = (6579_0,0000001111 metriä / toinen neliö) / (0,03 metriä_1 kilogramma / kuutiometri) = 0,025 metriä / sekunti.