Sadržaj
Kritična brzina je brzina i smjer u kojem se protok tekućine kroz cijev mijenja iz glatkog, ili "laminarnog" u turbulentnog. Izračunavanje kritične brzine ovisi o više varijabli, ali to je Reynoldsov broj koji karakterizira protok tekućine kroz cijev kao laminarni ili turbulentni. Reynoldsov broj je dimenzijska varijabla, što znači da na nju nisu priključene jedinice.
Izračunavanje kritične brzine
Ako želite pronaći kritičnu brzinu vode koja se kreće kroz dio cijevi, započnite s osnovnom formulom za izračunavanje kritične brzine: Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). U ovoj jednadžbi Vcrit predstavlja kritičnu brzinu, Nr predstavlja Reynoldsov broj, µ (mu) predstavlja koeficijent viskoznosti (tj. Otpor protoka) za određenu tekućinu, D predstavlja unutarnji promjer cijevi, a ρ (rho ) predstavlja gustoću date tekućine. Μ (u) varijabla se mjeri u metrima kvadratima u sekundi, a gustoća date tekućine mjeri se u kilogramima po kvadratnom metru.
Recimo da imate duljinu od dva metra cijevi s unutarnjim promjerom 0,03 metra i želite znati kritičnu brzinu vode koja prolazi kroz taj odjeljak cijevi brzinom od 0,25 metara u sekundi, predstavljenu s V. Iako µ varira s temperaturom, njegova tipična vrijednost iznosi 0,00000114 metra-kvadrat u sekundi, tako da ćemo u ovom primjeru koristiti ovu vrijednost. Gustoća, ili ρ, vode je jedan kilogram po kubnom metru.
Ako Reynoldsov broj nije naveden, možete ga izračunati formulom: Nr = ρ_V_D / µ. Laminarni tok predstavljen je Reynoldsovim brojem manjim od 2.320, a turbulentni protok predstavljen Reynoldsovim brojem većim od 4.000.
Uključite vrijednosti za svaku od varijabli Reynoldsove jednadžbe broja. Nakon priključivanja vrijednosti, Reynoldsov broj je 6.579. Budući da je veći od 4.000, protok se smatra turbulentnim.
Sada priključite vrijednosti na jednadžbu kritične brzine i trebali biste dobiti: Vcrit = (6,579_0,000000114 metra / sekundarni kvadrat) / (0,03 metra_1 kilogram / kubični metar) = 0,025 metara / sekundi.