Kritische snelheid is de snelheid en richting waarmee de stroom van een vloeistof door een buis verandert van glad of "laminair" in turbulent. Het berekenen van de kritische snelheid hangt af van meerdere variabelen, maar het is het Reynoldsgetal dat de stroming van de vloeistof door een buis kenmerkt als laminair of turbulent. Het Reynoldsgetal is een dimensieloze variabele, wat betekent dat er geen eenheden aan verbonden zijn.
Als je de kritische snelheid wilt vinden voor water dat door een leidingdeel beweegt, beginnen we met de basisformule voor het berekenen van de kritische snelheid: Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). In deze vergelijking staat Vcrit voor kritische snelheid, Nr staat voor het Reynolds-getal, µ (mu) staat voor de viscositeitscoëfficiënt (d.w.z. de weerstand tegen stroming) voor een bepaalde vloeistof, D staat voor de binnendiameter van de pijp, en ρ (rho) staat voor de dichtheid van de gegeven vloeistof. De variabele µ (mu) wordt gemeten in vierkante meters per seconde en de dichtheid van de gegeven vloeistof wordt gemeten in kilogram per vierkante meter.
Stel dat u een twee meter lang stuk leiding heeft met een binnendiameter van 0,03 meter, en u wilt weten wat de kritische snelheid van water dat door dat gedeelte van de leiding stroomt met een snelheid van 0,25 meter per seconde, weergegeven door V. Hoewel µ varieert met de temperatuur, is de typische waarde 0,00000114 vierkante meter per seconde, dus we zullen deze waarde in dit voorbeeld gebruiken. De dichtheid, of ρ, van water is één kilogram per kubieke meter.
Als het Reynolds-getal niet is gegeven, kun je het berekenen met de formule: Nr = ρ_V_D/µ. Laminaire stroming wordt weergegeven door een Reynoldsgetal van minder dan 2.320, en turbulente stroming wordt weergegeven door een Reynoldsgetal van meer dan 4.000.
Vul de waarden in voor elk van de variabelen van de Reynolds-getalvergelijking. Na het inpluggen van de waarden is het Reynolds-getal 6.579. Omdat deze groter is dan 4.000, wordt de stroming als turbulent beschouwd.
Voeg nu de waarden toe aan de kritische snelheidsvergelijking, en je zou moeten krijgen: Vcrit = (6.579_0.000000114 meter/seconde-kwadraat) / (0,03 meter_1 kilogram/kubieke meter) = 0,025 meter/seconde.