Kritiskais ātrums ir ātrums un virziens, kurā šķidruma plūsma caur cauruli mainās no gludas jeb "lamināras" uz turbulentu. Kritiskā ātruma aprēķināšana ir atkarīga no vairākiem mainīgajiem, taču tas ir Reinoldsa skaitlis, kas raksturo šķidruma plūsmu caur cauruli kā lamināru vai turbulentu. Reinoldsa skaitlis ir mainīgs bez dimensijas, tas nozīmē, ka tam nav pievienotas vienības.
Ja vēlaties atrast kritisko ātrumu ūdenim, kas pārvietojas caur caurules daļu, mēs sāksim, izmantojot kritiskās ātruma aprēķināšanas pamatformulu: Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). Šajā vienādojumā Vcrit apzīmē kritisko ātrumu, Nr ir Reinoldsa skaitlis, µ (mu) apzīmē viskozitātes koeficientu (t.i., plūsmas pretestība) konkrētam šķidrumam, D apzīmē caurules iekšējo diametru, un ρ (rho) ir attiecīgā šķidruma blīvums šķidrums. Μ (mu) mainīgo mēra metru kvadrātā sekundē un dotā šķidruma blīvumu mēra kilogramos uz kvadrātmetru.
Pieņemsim, ka jums ir divu metru gara caurules daļa, kuras iekšējais diametrs ir 0,03 metri, un vēlaties uzzināt kritiskais ūdens ātrums, kas iet caur šo cauruļvada posmu ar ātrumu 0,25 metri sekundē autors: V. Lai gan µ mainās atkarībā no temperatūras, tā tipiskā vērtība ir 0,00000114 metri kvadrātmetrā sekundē, tāpēc mēs izmantosim šo vērtību šajā piemērā. Ūdens blīvums jeb ρ ir viens kilograms uz kubikmetru.
Ja Reinolda numurs nav norādīts, to var aprēķināt, izmantojot formulu: Nr = ρ_V_D / µ. Lamināra plūsmu attēlo Reinolda skaitlis, kas ir mazāks par 2320, un turbulentu plūsmu pārstāv Reinolda skaitlis, kas ir lielāks par 4000.
Pievienojiet katram Reinolda skaitļa vienādojuma mainīgajam lielumu vērtības. Pēc vērtību pievienošanas Reinolda skaitlis ir 6579. Tā kā tā ir lielāka par 4000, plūsma tiek uzskatīta par turbulentu.
Tagad pievienojiet vērtības kritiskā ātruma vienādojumam, un jums vajadzētu iegūt: Vcrit = (6 579_0,0000001111 metri / otrais kvadrāts) / (0,03 metri_1 kilograms / kubikmetrs) = 0,025 metri / sekunde.