Zawartość
Prędkość krytyczna to prędkość i kierunek, w którym przepływ cieczy przez rurkę zmienia się z gładkiego lub „laminarnego” na turbulentny. Obliczanie prędkości krytycznej zależy od wielu zmiennych, ale to liczba Reynoldsa charakteryzuje przepływ cieczy przez rurkę jako laminarną lub turbulentną. Liczba Reynoldsa jest zmienną bezwymiarową, co oznacza, że nie ma do niej żadnych jednostek.
Obliczanie prędkości krytycznej
Jeśli chcesz znaleźć prędkość krytyczną dla wody przepływającej przez odcinek rury, zacznij od podstawowej metody obliczania prędkości krytycznej: Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). W tym równaniu Vcrit reprezentuje prędkość krytyczną, Nr oznacza liczbę Reynoldsa, µ (mu) reprezentuje współczynnik lepkości (tj. Opór przepływu) dla danej cieczy, D reprezentuje wewnętrzną średnicę rury, a ρ (rho ) reprezentuje gęstość danej cieczy. Zmienna µ (mi) jest mierzona w metrach kwadratowych na sekundę, a gęstość danej cieczy jest mierzona w kilogramach na metr kwadratowy.
Załóżmy, że masz dwumetrowy odcinek rury o wewnętrznej średnicy 0,03 metra i chcesz poznać prędkość krytyczną wody przepływającej przez ten odcinek rury z prędkością 0,25 metra na sekundę, reprezentowaną przez V. Chociaż µ zmienia się w zależności od temperatury, jego typowa wartość wynosi 0,00000114 metrów kwadratowych na sekundę, więc użyjemy tej wartości w tym przykładzie. Gęstość lub ρ wody wynosi jeden kilogram na metr sześcienny.
Jeśli nie podano liczby Reynoldsa, możesz ją obliczyć za pomocą wzoru: Nr = ρ_V_D / µ. Przepływ laminarny jest reprezentowany przez liczbę Reynoldsa mniejszą niż 2320, a przepływ turbulentny jest reprezentowany przez liczbę Reynoldsa większą niż 4000.
Podaj wartości dla każdej ze zmiennych równania liczbowego Reynoldsa. Po wprowadzeniu wartości liczba Reynoldsa wynosi 6579. Ponieważ jest większy niż 4000, przepływ uważa się za turbulentny.
Teraz podłącz wartości do równania prędkości krytycznej, a powinieneś otrzymać: Vcrit = (6,579_0,000000114 metrów / drugi kwadrat) / (0,03 metra_1 kilogram / metr sześcienny) = 0,025 metra / sekundę.