Tartalom
A kritikus sebesség az a sebesség és irány, amellyel a folyadék áramlása egy csövön keresztül sima, vagy "lamináris", turbulens. A kritikus sebesség kiszámítása több változótól függ, de a Reynolds-szám jellemzi a folyadék csőn keresztüli áramlását lamináris vagy turbulensként. A Reynolds-szám dimenzió nélküli változó, azaz nincs hozzá csatlakoztatva egysége.
A kritikus sebesség kiszámítása
Ha meg akarta találni a csőszakaszon áthaladó víz kritikus sebességét, akkor kezdje el a kritikus sebesség kiszámításához használt alapképlettel: Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). Ebben az egyenletben a Vcrit a kritikus sebességet képviseli, Nr a Reynolds-számot, µ (mu) egy adott folyadék viszkozitási együtthatóját (azaz az áramlási ellenállást), D a cső belső átmérőjét és ρ (rho ) képviseli az adott folyadék sűrűségét. A µ (mu) változót méter-négyzet / másodpercben mérjük, és az adott folyadék sűrűségét kilogrammban / méter-négyzet mérjük.
Tegyük fel, hogy van egy két méter hosszú csőszakasz, amelynek belső átmérője 0,03 méter, és tudni akarja, hogy a csőszakaszon áthaladó víz kritikus sebessége másodpercenként 0,25 méter sebességgel van-e ábrázolva. Bár µ a hőmérséklettől függ, jellemző értéke 0,00000114 méter-négyzet másodpercenként, tehát ezt az értéket fogjuk használni ebben a példában. A víz sűrűsége vagy ρ egy kilogramm köbméterenként.
Ha a Reynolds-számot nem adják meg, akkor a következő képlet alapján számíthatja ki: Nr = ρ_V_D / µ. A laminar áramlását 2320-nál kisebb Reynolds-szám képviseli, a turbulens áramlást pedig 4000-nél nagyobb Reynolds-szám képviseli.
Csatlakoztassa a Reynolds-szám egyenlet minden egyes változójának értékeit. Az értékek bedugása után a Reynolds-szám 6 579. Mivel ez nagyobb, mint 4000, az áramlást turbulensnek tekintik.
Csatlakoztassa az értékeket a kritikus sebesség egyenlethez, és így kapnia kell: Vcrit = (6,579_0,000000114 méter / másodperc) / (0,03 méter_1 kilogramm / köbméter) = 0,025 méter / másodperc.