Критична швидкість - це швидкість і напрямок, з якими потік рідини через трубку змінюється від плавного, або «ламінарного», до турбулентного. Розрахунок критичної швидкості залежить від декількох змінних, але саме число Рейнольдса характеризує потік рідини через трубку як ламінарний, або турбулентний. Число Рейнольдса є безрозмірною змінною, тобто воно не має приєднаних до нього одиниць.
Якщо ви хотіли знайти критичну швидкість для води, яка рухається через ділянку труби, ми почнемо з використанням основної формули для розрахунку критичної швидкості: Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). У цьому рівнянні Vcrit представляє критичну швидкість, Nr - число Рейнольдса, µ (mu) - коефіцієнт в'язкості (тобто опір потоку) для даної рідини D являє собою внутрішній діаметр труби, а ρ (rho) представляє щільність даної рідини рідина. Змінна µ (mu) вимірюється в квадратних метрах за секунду, а щільність даної рідини вимірюється в кілограмах на квадратний метр.
Скажімо, у вас є двометровий відрізок труби з внутрішнім діаметром 0,03 метра, і ви хочете знати представлена критична швидкість води, що проходить через цю ділянку труби зі швидкістю 0,25 метра в секунду автор В. Хоча µ змінюється залежно від температури, його типове значення становить 0,00000114 метри квадратних за секунду, тому ми будемо використовувати це значення в цьому прикладі. Щільність води, або ρ, становить один кілограм на кубічний метр.
Якщо число Рейнольда не вказане, ви можете обчислити його за формулою: Nr = ρ_V_D / µ. Ламінарний потік представлений числом Рейнольда менше 2320, а турбулентний потік - числом Рейнольда більше 4000.
Вставте значення для кожної зі змінних рівняння числа Рейнольда. Після підключення значень число Рейнольда становить 6579. Оскільки він перевищує 4000, потік вважається турбулентним.
Тепер підключіть значення до рівняння критичної швидкості, і ви повинні отримати: Vcrit = (6579_0,000000114 метрів / секунда в квадраті) / (0,03 метрів_1 кілограм / кубічний метр) = 0,025 метрів / секунду.