Съдържание
Критичната скорост е скоростта и посоката, с която потокът на течност през тръба се променя от гладка, или "ламинарна", до турбулентна. Изчисляването на критичната скорост зависи от множество променливи, но това е числото на Рейнолдс, което характеризира протичането на течността през тръбата като ламинарно или турбулентно. Числото на Рейнолдс е безразмерна променлива, което означава, че няма прикачени единици към него.
Изчисляване на критичната скорост
Ако искате да намерите критичната скорост на водата, която се движи през секция от тръба, добре започнете с помощта на основната формула за изчисляване на критичната скорост: Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). В това уравнение Vcrit представлява критична скорост, Nr представлява числото на Рейнолдс, µ (mu) представлява коефициентът на вискозитет (т.е. съпротивлението на потока) за дадена течност, D представлява вътрешния диаметър на тръбата и ρ (rho ) представлява плътността на дадената течност. Променливата µ (mu) се измерва в квадрат-метър в секунда и плътността на дадената течност се измерва в килограми на метър-квадрат.
Кажете, че имате двуметров участък от тръба с вътрешен диаметър 0,03 метра и искате да знаете критичната скорост на водата, преминаваща през тази секция на тръбата, със скорост 0,25 метра в секунда, представена от V. Въпреки че µ варира в зависимост от температурата, типичната му стойност е 0,00000114 метра квадрат в секунда, така че ще използваме тази стойност в този пример. Плътността или ρ на водата е един килограм на кубичен метър.
Ако числото на Рейнолдс не е дадено, можете да го изчислите по формулата: Nr = ρ_V_D / µ. Ламинарният поток е представен от число на Рейнолдс по-малко от 2320, а турбулентният поток е представен от число на Рейнолдс, по-голямо от 4000.
Включете стойностите за всяка от променливите на уравнението на Рейнолдс. След включване на стойностите, числото на Рейнолдс е 6,579. Тъй като е по-голям от 4000, потокът се счита за турбулентен.
Сега включете стойностите към уравнението на критичната скорост и трябва да получите: Vcrit = (6,579_0,000000114 метра / втори квадрат) / (0,03 метра_1 килограм / кубически метър) = 0,025 метра / секунда.