Conţinut
Viteza critică este viteza și direcția la care fluxul unui lichid printr-un tub se schimbă de la neted, sau „laminar”, la turbulent. Calcularea vitezei critice depinde de mai multe variabile, dar numărul Reynolds este cel care caracterizează fluxul lichidului printr-un tub ca fiind laminar sau turbulent. Numărul Reynolds este o variabilă fără dimensiuni, ceea ce înseamnă că nu are unități atașate la acesta.
Calcularea vitezei critice
Dacă ați dorit să găsiți viteza critică pentru trecerea apei printr-o secțiune de conductă, începeți să utilizați formula de bază pentru calcularea vitezei critice: Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). În această ecuație, Vcrit reprezintă viteza critică, Nr reprezintă numărul Reynolds, µ (mu) reprezintă coeficientul de vâscozitate (adică rezistența la curgere) pentru un lichid dat, D reprezintă diametrul interior al conductei și ρ (rho ) reprezintă densitatea lichidului dat. Variabila µ (mu) este măsurată în metri pătrați pe secundă și densitatea lichidului dat este măsurată în kilograme pe metru pătrat.
Spuneți că aveți o secțiune de conductă lungă de doi metri cu un diametru interior de 0,03 metri și doriți să cunoașteți viteza critică a apei care trece prin acea secțiune de conductă la o viteză de 0,25 metri pe secundă, reprezentată de V. Deși µ variază în funcție de temperatură, valoarea sa tipică este 0,00000114 metri pătrați pe secundă, așa că vom folosi această valoare în acest exemplu. Densitatea, sau ρ, de apă este de un kilogram pe metru cub.
Dacă nu este dat numărul Reynolds, îl puteți calcula folosind formula: Nr = ρ_V_D / µ. Fluxul laminar este reprezentat de un număr Reynolds mai mic de 2.320, iar fluxul turbulent este reprezentat de un număr Reynolds mai mare de 4.000.
Introduceți valorile pentru fiecare dintre variabilele ecuației de număr Reynolds. După conectarea valorilor, numărul Reynolds este 6.579. Deoarece este mai mare de 4.000, debitul este considerat turbulent.
Acum conectați valorile la ecuația de viteză critică și ar trebui să obțineți: Vcrit = (6.579_0.000000114 metri / al doilea pătrat) / (0.03 metri_1 kilogram / metru cub) = 0.025 metri / secundă.