วิธีการคำนวณความเร็ววิกฤต

ความเร็ววิกฤตคือความเร็วและทิศทางที่การไหลของของเหลวผ่านท่อเปลี่ยนจากความเรียบหรือ "ราบเรียบ" เป็นกระแสปั่นป่วน การคำนวณความเร็ววิกฤตนั้นขึ้นอยู่กับตัวแปรหลายตัว แต่ตัวเลขของเรย์โนลด์สคือตัวเลขที่กำหนดลักษณะการไหลของของเหลวผ่านท่อในลักษณะราบเรียบหรือแบบปั่นป่วน หมายเลข Reynolds เป็นตัวแปรไร้มิติ หมายความว่าไม่มีหน่วยติดอยู่

หากคุณต้องการหาความเร็ววิกฤตสำหรับน้ำที่ไหลผ่านส่วนของท่อ เราจะเริ่มโดยใช้สูตรพื้นฐานในการคำนวณความเร็ววิกฤต: Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ) ในสมการนี้ Vcrit แทนความเร็ววิกฤต Nr แทนเลขเรย์โนลด์ส µ (mu) แทนค่าสัมประสิทธิ์ความหนืด (กล่าวคือ ความต้านทานต่อการไหล) สำหรับของเหลวที่กำหนด D หมายถึงเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อและ ρ (rho) แทนความหนาแน่นของที่กำหนด ของเหลว ตัวแปร µ (mu) มีหน่วยวัดเป็นเมตร-กำลังสองต่อวินาที และความหนาแน่นของของเหลวที่กำหนดมีหน่วยวัดเป็นกิโลกรัมต่อเมตรกำลังสอง

สมมติว่าคุณมีท่อส่วนยาวสองเมตรที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 0.03 เมตร และคุณต้องการทราบ ความเร็ววิกฤตของน้ำที่ไหลผ่านท่อส่วนนั้นด้วยความเร็ว 0.25 เมตรต่อวินาที โดย V. แม้ว่า µ จะแปรผันตามอุณหภูมิ แต่ค่าปกติของมันคือ 0.00000114 ตารางเมตรต่อวินาที ดังนั้นเราจะใช้ค่านี้ในตัวอย่างนี้ ความหนาแน่นหรือ ρ ของน้ำคือหนึ่งกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร

instagram story viewer

หากไม่ได้ระบุหมายเลขของ Reynold คุณสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร: Nr = ρ_V_D/µ การไหลแบบลามินาร์แสดงด้วยจำนวน Reynold ที่น้อยกว่า 2,320 และการไหลแบบปั่นป่วนจะแสดงด้วยจำนวน Reynold ที่มากกว่า 4,000

แทนค่าของตัวแปรแต่ละตัวของสมการตัวเลขของเรย์โนลด์ หลังจากเสียบค่าแล้ว ตัวเลขของ Reynold คือ 6,579 เนื่องจากมีค่ามากกว่า 4,000 จึงถือว่ากระแสน้ำปั่นป่วน

ตอนนี้แทนค่าลงในสมการความเร็ววิกฤต แล้วคุณจะได้: Vcrit = (6,579_0.000000114 เมตร/วินาทีกำลังสอง) / (0.03 meters_1 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร) = 0.025 เมตร/วินาที

Teachs.ru
  • แบ่งปัน
instagram viewer