Kako izračunati kritičnu brzinu

Kritična brzina je brzina i smjer kojim se protok tekućine kroz cijev mijenja od glatkog ili "laminarnog" do turbulentnog. Izračunavanje kritične brzine ovisi o više varijabli, ali Reynoldsov broj je taj koji karakterizira protok tekućine kroz cijev kao laminarni ili turbulentni. Reynoldsov broj bezdimenzionalna je varijabla, što znači da uz njega nisu povezane jedinice.

Ako ste željeli pronaći kritičnu brzinu vode koja se kreće kroz dio cijevi, započet ćemo pomoću osnovne formule za izračunavanje kritične brzine: Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). U ovoj jednadžbi Vcrit predstavlja kritičnu brzinu, Nr predstavlja Reynolds-ov broj, μ (mu) predstavlja koeficijent viskoznosti (tj. otpor protoku) za danu tekućinu, D predstavlja unutarnji promjer cijevi, a ρ (rho) predstavlja gustoću zadane tekućine tekućina. Varijabla µ (mu) mjeri se u kvadratima metra u sekundi, a gustoća dane tekućine u kilogramima po kvadratu metra.

Recimo da imate dva metra dugačak dio cijevi s unutarnjim promjerom 0,03 metra i želite znati predstavljena kritična brzina vode koja prolazi tim dijelom cijevi brzinom od 0,25 metara u sekundi autor V. Iako µ varira ovisno o temperaturi, njegova je tipična vrijednost 0,00000114 metra kvadratna u sekundi, pa ćemo u ovom primjeru upotrijebiti ovu vrijednost. Gustoća, ili ρ, vode je jedan kilogram po kubičnom metru.

Ako Reynoldov broj nije naveden, možete ga izračunati pomoću formule: Nr = ρ_V_D / µ. Laminarni protok predstavljen je Reynoldovim brojem manjim od 2.320, a turbulentni protok Reynoldovim brojem većim od 4.000.

Priključite vrijednosti za svaku od varijabli Reynoldsove jednadžbe broja. Nakon uključivanja vrijednosti, Reynoldov broj je 6.579. Budući da je veći od 4.000, protok se smatra turbulentnim.

Sada priključite vrijednosti u jednadžbu kritične brzine i trebali biste dobiti: Vcrit = (6.579_0.000000114 metara / kvadrat u sekundi) / (0.03 metra_1 kilogram / kubik) = 0.025 metara / sekundi.

  • Udio
instagram viewer