임계 속도는 튜브를 통과하는 액체의 흐름이 매끄 럽거나 "층상"에서 난류로 변하는 속도와 방향입니다. 임계 속도를 계산하는 것은 여러 변수에 따라 다르지만 튜브를 통과하는 액체의 흐름을 층류 또는 난류로 특성화하는 것은 레이놀즈 수입니다. Reynolds 수는 무 차원 변수이므로 단위가 연결되어 있지 않습니다.
파이프 섹션을 통해 이동하는 물의 임계 속도를 찾으려면 임계 속도 계산을위한 기본 공식을 사용하여 시작합니다. Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). 이 방정식에서 Vcrit는 임계 속도, Nr은 레이놀즈 수, μ (mu)는 점도 계수 (즉, 흐름에 대한 저항) 주어진 액체에 대해 D는 파이프의 내경을 나타내고 ρ (rho)는 주어진 액체의 밀도를 나타냅니다. 액체. µ (mu) 변수는 초당 미터 제곱으로 측정되고 주어진 액체의 밀도는 미터 제곱 당 킬로그램으로 측정됩니다.
내경이 0.03m 인 2m 길이의 파이프 단면이 있고 초당 0.25 미터의 속도로 파이프의 해당 부분을 통과하는 물의 임계 속도 작성자 V. µ는 온도에 따라 다르지만 일반적인 값은 초당 0.00000114m²이므로이 예에서는이 값을 사용합니다. 물의 밀도 또는 ρ는 입방 미터당 1kg입니다.
레이 놀드의 수를 지정하지 않으면 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다. Nr = ρ_V_D / µ. 층류는 2,320 미만의 레이 놀드 수로 표시되고 난류는 4,000보다 큰 레이 놀드 수로 표시됩니다.
레이 놀드 수 방정식의 각 변수에 대한 값을 연결하십시오. 값을 연결하면 Reynold의 수는 6,579입니다. 4,000보다 크므로 흐름이 난류로 간주됩니다.
이제 임계 속도 방정식에 값을 연결하면 Vcrit = (6,579_0.000000114 미터 / 초-제곱) / (0.03 미터 _1 킬로그램 / 입방 미터) = 0.025 미터 / 초가됩니다.