La velocità critica è la velocità e la direzione alla quale il flusso di un liquido attraverso un tubo cambia da liscio, o "laminare", a turbolento. Il calcolo della velocità critica dipende da più variabili, ma è il numero di Reynolds che caratterizza il flusso del liquido attraverso un tubo come laminare o turbolento. Il numero di Reynolds è una variabile adimensionale, il che significa che non ha unità ad esso collegate.
Se vuoi trovare la velocità critica per l'acqua che si muove attraverso una sezione di tubo, inizieremo usando la formula di base per calcolare la velocità critica: Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). In questa equazione, Vcrit rappresenta la velocità critica, Nr rappresenta il numero di Reynolds, µ (mu) rappresenta il coefficiente di viscosità (cioè, la resistenza al flusso) per un dato liquido, D rappresenta il diametro interno del tubo e (rho) rappresenta la densità del dato liquido. La variabile µ (mu) è misurata in metri quadrati al secondo e la densità del dato liquido è misurata in chilogrammi per metro quadrato.
Supponi di avere una sezione di tubo lunga due metri con un diametro interno di 0,03 metri e di voler conoscere il velocità critica dell'acqua che passa attraverso quella sezione di tubo ad una velocità di 0,25 metri al secondo, rappresentata di v. Sebbene µ vari con la temperatura, il suo valore tipico è 0,00000114 metri quadrati al secondo, quindi useremo questo valore in questo esempio. La densità, o, dell'acqua è un chilogrammo per metro cubo.
Se il numero di Reynold non è dato, puoi calcolarlo usando la formula: Nr = ρ_V_D/µ. Il flusso laminare è rappresentato da un numero di Reynold inferiore a 2.320 e il flusso turbolento è rappresentato da un numero di Reynold maggiore di 4.000.
Inserisci i valori per ciascuna delle variabili dell'equazione numerica di Reynold. Dopo aver inserito i valori, il numero di Reynold è 6.579. Poiché è maggiore di 4.000, il flusso è considerato turbolento.
Ora inserisci i valori nell'equazione della velocità critica e dovresti ottenere: Vcrit = (6.579_0.000000114 metri/secondo quadrato) / (0,03 metri_1 chilogrammo/metro cubo) = 0,025 metri/secondo.