Kritisk hastighet är den hastighet och riktning med vilken vätskeflödet genom ett rör ändras från slät eller "laminär" till turbulent. Beräkning av kritisk hastighet beror på flera variabler, men det är Reynolds-talet som karakteriserar vätskeflödet genom ett rör som antingen laminärt eller turbulent. Reynolds-numret är en dimensionslös variabel, vilket innebär att det inte har några enheter kopplade till det.
Om du ville hitta den kritiska hastigheten för vatten som rör sig genom en rörsektion börjar vi med grundformeln för beräkning av kritisk hastighet: Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). I denna ekvation representerar Vcrit kritisk hastighet, Nr representerar Reynolds-talet, µ (mu) representerar viskositetskoefficienten (dvs. flödesmotståndet) för en given vätska, D representerar rörets innerdiameter och ρ (rho) representerar densiteten för den givna flytande. Variabeln µ (mu) mäts i kvadratmeter per sekund och densiteten för den angivna vätskan mäts i kilogram per kvadratmeter.
Anta att du har en två meter lång sektion av rör med en innerdiameter på 0,03 meter och att du vill veta kritisk hastighet av vatten som passerar genom den rörsektionen med en hastighet av 0,25 meter per sekund, representerad av V. Även om µ varierar med temperaturen är dess typiska värde 0,00000114 kvadratmeter per sekund, så vi kommer att använda detta värde i detta exempel. Densiteten, eller ρ, av vatten är ett kilo per kubikmeter.
Om Reynolds nummer inte anges kan du beräkna det med formeln: Nr = ρ_V_D / µ. Laminärt flöde representeras av ett Reynolds antal mindre än 2320, och turbulent flöde representeras av ett Reynolds antal som är större än 4000.
Anslut värdena för var och en av variablerna i Reynolds nummerekvation. Efter att ha anslutit värdena är Reynolds nummer 6579. Eftersom det är större än 4000 anses flödet vara turbulent.
Anslut nu värdena till den kritiska hastighetsekvationen, och du ska få: Vcrit = (6,579_0,000000114 meter / sekund-kvadrat) / (0,03 meter_1 kilogram / kubikmeter) = 0,025 meter / sekund.