Kritisk hastighet er hastigheten og retningen der væskestrømmen gjennom et rør skifter fra glatt eller "laminær" til turbulent. Beregning av kritisk hastighet avhenger av flere variabler, men det er Reynolds-tallet som karakteriserer væskestrømmen gjennom et rør som enten laminær eller turbulent. Reynolds-tallet er en dimensjonsløs variabel, noe som betyr at det ikke er tilknyttet noen enheter.
Hvis du ønsket å finne den kritiske hastigheten for vann som beveger seg gjennom en seksjon av røret, begynner vi med grunnformelen for beregning av kritisk hastighet: Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). I denne ligningen representerer Vcrit kritisk hastighet, Nr representerer Reynolds-tallet, µ (mu) representerer viskositetskoeffisienten (dvs. strømningsmotstanden) for en gitt væske, D representerer rørets indre diameter, og ρ (rho) representerer tettheten til det gitte væske. Μ (mu) -variabelen måles i kvadratmeter per sekund og tettheten til den gitte væsken måles i kilogram per kvadratmeter.
Si at du har en to meter lang rørdel med en indre diameter på 0,03 meter, og at du vil vite om kritisk hastighet på vann som passerer gjennom den delen av røret med en hastighet på 0,25 meter per sekund, representert av V. Selv om µ varierer med temperaturen, er dens typiske verdi 0,00000114 kvadratmeter per sekund, så vi vil bruke denne verdien i dette eksemplet. Tettheten, eller ρ, av vann er ett kilo per kubikkmeter.
Hvis Reynolds nummer ikke er oppgitt, kan du beregne det med formelen: Nr = ρ_V_D / µ. Laminær strømning er representert med et Reynolds antall på mindre enn 2320, og turbulent strømning er representert med et Reynolds antall på mer enn 4000.
Plugg inn verdiene for hver av variablene i Reynolds tallligning. Etter å ha plugget inn verdiene, er Reynolds nummer 6579. Fordi den er større enn 4000, anses strømmen som turbulent.
Koble nå inn verdiene til den kritiske hastighetsligningen, og du skal få: Vcrit = (6,579_0,000000114 meter / andre kvadrat) / (0,03 meter_1 kilo / kubikkmeter) = 0,025 meter / sekund.