La velocità critica è la velocità e la direzione in cui il flusso di un liquido attraverso un tubo cambia da liscio, o "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 come laminare o turbolento. Il numero di Reynolds è una variabile senza dimensioni, il che significa che non ha unità collegate ad esso.
Calcolo della velocità critica
Se volessi trovare la velocità critica per l'acqua che si muove attraverso una sezione del tubo, noi Inizierò utilizzando la formula di base per il calcolo della velocità critica: Vcrit \u003d (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) viene misurata in metri quadrati al secondo e la densità del liquido dato viene misurata in chilogrammi per metro quadrato.
Supponi di avere una sezione di tubo lunga due metri con un interno diametro di 0,03 metri e si desidera conoscere la velocità critica dell'acqua che passa attraverso quella sezione del tubo ad una velocità di 0,25 metri al secondo, rappresentata da V. Sebbene µ vari con la temperatura, il suo valore tipico è 0,00000114 metri quadrati al secondo , quindi useremo questo valore in questo esempio. La densità, o ρ, dell'acqua è di un chilogrammo per metro cubo.
Se non viene fornito il numero di Reynold, è possibile calcolarlo utilizzando la formula: Nr \u003d 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 maggiore di 4.000.
Inserire i valori per ciascuna delle variabili dell'equazione numerica di Reynold. Dopo aver inserito i valori, il numero di Reynold è 6.579. Poiché è maggiore di 4.000, il flusso è considerato turbolento.
Ora collega i valori all'equazione di velocità critica e dovresti ottenere: Vcrit \u003d (6.579_0.000000114 metri /secondo quadrato) /( 0,03 metri_1 chilogrammo /metro cubo) \u003d 0,025 metri /secondo.
