La velocità critica è la velocità e la direzione in cui il flusso di un liquido attraverso un tubo cambia da liscio a "laminare" a turbolento. Il calcolo della velocità critica dipende da più variabili, ma è il numero di Reynolds che caratterizza il flusso del liquido attraverso un tubo sia laminare che turbolento. Il numero di Reynolds è una variabile adimensionale, il che significa che non ha unità ad essa associate.

Calcolo della velocità critica

Se si voleva trovare la velocità critica per l'acqua che si muove attraverso una sezione di tubo, noi Cominceremo usando la formula base per il calcolo della velocità critica: Vcrit = (Nr_μ) /(D_ρ). In questa equazione, Vcrit rappresenta la velocità critica, Nr rappresenta il numero di Reynolds, μ (mu) rappresenta il coefficiente di viscosità (cioè la resistenza al flusso) per un dato liquido, D rappresenta il diametro interno del tubo, e ρ (rho ) rappresenta la densità del liquido dato. La variabile μ (mu) è misurata in metri quadrati al secondo e la densità del liquido dato è misurata in chilogrammi per metro quadrato.

Diciamo che hai una sezione di tubo lunga due metri con un diametro di 0,03 metri e si desidera conoscere la velocità critica dell'acqua che attraversa quella sezione di tubo ad una velocità di 0,25 metri al secondo, rappresentata da V. Benché μ vari con la temperatura, il suo valore tipico è 0,00000114 metri quadrati al secondo , quindi utilizzeremo questo valore in questo esempio. La densità, o ρ, dell'acqua è di un chilogrammo per metro cubo.

Se il numero di Reynold non è indicato, puoi calcolarlo usando la formula: Nr = ρ_V_D /μ. Il flusso laminare è rappresentato da un numero di Reynold inferiore a 2.320 e il flusso turbolento è rappresentato da un numero di Reynold superiore a 4.000.

Inserire i valori per ciascuna delle variabili dell'equazione del numero di Reynold. Dopo aver collegato i valori, il numero di Reynold è 6.579. Poiché è maggiore di 4.000, il flusso è considerato turbolento.

Ora inserisci i valori nell'equazione della velocità critica, e dovresti ottenere: Vcrit = (6,579_0,000000114 metri /secondo quadrato) /( 0,03 metri_1 chilogrammo /metro cubo) = 0,025 metri /secondo.