Prędkość krytyczna to prędkość i kierunek, w którym przepływ cieczy przez rurkę zmienia się z gładkiego lub „laminarnego” na turbulentny. Obliczanie prędkości krytycznej zależy od wielu zmiennych, ale to liczba Reynoldsa charakteryzuje przepływ cieczy przez rurę jako laminarny lub turbulentny. Liczba Reynoldsa jest zmienną bezwymiarową, co oznacza, że nie ma do niej żadnych jednostek.
Jeśli chcesz znaleźć prędkość krytyczną dla wody przepływającej przez odcinek rury, zaczniemy od zastosowania podstawowego wzoru do obliczania prędkości krytycznej: Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). W tym równaniu Vcrit reprezentuje prędkość krytyczną, Nr reprezentuje liczbę Reynoldsa, µ (mu) reprezentuje współczynnik lepkości (tj. opór przepływu) dla danej cieczy, D oznacza wewnętrzną średnicę rury, a ρ (rho) oznacza gęstość danej cieczy ciekły. Zmienna µ (mu) jest mierzona w metrach kwadratowych na sekundę, a gęstość danej cieczy jest mierzona w kilogramach na metr kwadratowy.
Załóżmy, że masz dwumetrowy odcinek rury o wewnętrznej średnicy 0,03 metra i chcesz poznać jego właściwości reprezentowana prędkość krytyczna wody przepływającej przez ten odcinek rury z prędkością 0,25 metra na sekundę przez V. Chociaż µ zmienia się wraz z temperaturą, jego typowa wartość to 0,00000114 metrów kwadratowych na sekundę, więc użyjemy tej wartości w tym przykładzie. Gęstość, czyli ρ, wody wynosi jeden kilogram na metr sześcienny.
Jeżeli liczba Reynoldsa nie jest podana, można ją obliczyć ze wzoru: Nr = ρ_V_D/µ. Przepływ laminarny jest reprezentowany przez liczbę Reynoldsa mniejszą niż 2320, a przepływ turbulentny jest reprezentowany przez liczbę Reynoldsa większą niż 4000.
Wprowadź wartości dla każdej ze zmiennych równania liczbowego Reynolda. Po wpisaniu wartości liczba Reynolda wynosi 6579. Ponieważ jest większy niż 4000, przepływ jest uważany za turbulentny.
Teraz podłącz wartości do równania prędkości krytycznej, a powinieneś otrzymać: Vcrit = (6,579_0,000000114 metrów/sekundę do kwadratu) / (0,03 metra_1 kilogram/metr sześcienny) = 0,025 metra/sekundę.
