תוֹכֶן
המהירות הקריטית היא המהירות והכיוון בו זרימת נוזל דרך הצינור משתנה מחלקה, או "למינרית", לסוערת. חישוב המהירות הקריטית תלוי במשתנים מרובים, אך זהו המספר של ריינולדס המאפיין את זרימת הנוזל דרך הצינור כמינרית או סוערת. מספר ריינולדס הוא משתנה חסר ממדים, כלומר אין לו יחידות מחוברות אליו.
חישוב מהירות קריטית
אם רצית למצוא את המהירות הקריטית עבור מים העוברים דרך קטע של צינור, התחל היטב בעזרת הנוסחה הבסיסית לחישוב המהירות הקריטית: Vcrit = (Nr_μ) / (D_ρ). במשוואה זו Vcrit מייצג מהירות קריטית, Nr מייצג את מספר Reynolds, μ (mu) מייצג את מקדם הצמיגות (כלומר ההתנגדות לזרימה) לנוזל נתון, D מייצג את הקוטר הפנימי של הצינור, ו- ρ (rho ) מייצג את צפיפות הנוזל הנתון. המשתנה µ (mu) נמדד בריבוע מטרים לשנייה וצפיפות הנוזל הנתון נמדדת בקילוגרמים למטר בריבוע.
נניח שיש לך קטע צינור באורך שני מטרים בקוטר פנימי של 0.03 מטר, ואתה רוצה לדעת את המהירות הקריטית של מים העוברים באותו קטע צינור במהירות של 0.25 מטר לשנייה, המיוצגת על ידי V. אם כי µ משתנה עם הטמפרטורה, הערך האופייני שלה הוא 0.00000114 מטרים רבועים לשנייה, לכן נשתמש בערך זה בדוגמה זו. הצפיפות, או ρ, של המים היא קילוגרם למטר מעוקב.
אם המספר של ריינולדס לא ניתן, אתה יכול לחשב אותו באמצעות הנוסחה: Nr = ρ_V_D / µ. הזרימה למינרית מיוצגת על ידי מספר ריינולדס הנמוך מ -2,320, והזרימה הסוערת מיוצגת על ידי מספר ריינולדס הגדול מ -4,000.
חבר את הערכים לכל אחד מהמשתנים של משוואת המספרים של ריינולדס. לאחר חיבור הערכים, מספר ריינולדס הוא 6,579. מכיוון שהוא גדול מ- 4,000, הזרימה נחשבת לסוערת.
כעת חבר את הערכים למשוואת המהירות הקריטית, ועליך לקבל: Vcrit = (6,579_0.000000114 מטר / שני בריבוע) / (0.03 מטר_1 קילוגרם / קוב) = 0.025 מטר לשנייה.