Sådan beregnes kritisk hastighed

Kritisk hastighed er den hastighed og retning, hvormed en væskestrøm gennem et rør skifter fra glat eller "laminært" til turbulent. Beregning af kritisk hastighed afhænger af flere variabler, men det er Reynolds-nummeret, der karakteriserer væskestrømmen gennem et rør som enten laminært eller turbulent. Reynolds-tallet er en dimensieløs variabel, hvilket betyder, at det ikke har nogen enheder knyttet til det.
Beregning af kritisk hastighed

Hvis du ønskede at finde den kritiske hastighed for vand, der bevæger sig gennem et rørsnit, vi Jeg starter med at bruge den grundlæggende formel til beregning af kritisk hastighed: Vcrit \u003d (Nr_µ) /(D_ρ). I denne ligning repræsenterer Vcrit kritisk hastighed, Nr repræsenterer Reynolds-tallet, µ (mu) repræsenterer viskositetskoefficienten (dvs. modstanden mod strømning) for en given væske, D repræsenterer den indre diameter af røret og ρ (rho ) repræsenterer densiteten af den givne væske. Variablen µ (mu) måles i meter-kvadrat pr. Sekund, og densiteten af den givne væske måles i kilogram pr. Meter-kvadrat.


Sig, at du har en to meter lang sektion af røret med en indre diameter på 0,03 meter, og du vil vide den kritiske hastighed af vand, der passerer gennem denne rørsektion med en hastighed på 0,25 meter pr. sekund, repræsenteret af V. Selv om µ varierer med temperaturen, er dens typiske værdi 0,00000114 meter-kvadrat per sekund , så vi bruger denne værdi i dette eksempel. Vandets densitet eller ρ er et kilogram pr. Kubikmeter.


Hvis Reynolds tal ikke er angivet, kan du beregne det ved hjælp af formlen: Nr \u003d ρ_V_D /µ. Laminar flow er repræsenteret af et Reynolds tal på mindre end 2.320, og turbulent strøm er repræsenteret af et Reynolds tal på mere end 4.000.


Tilslut værdierne for hver af variablerne i Reynolds tal ligning. Efter tilslutning af værdierne er Reynolds nummer 6.579. Fordi det er større end 4.000, betragtes strømmen som turbulent.


Tilslut nu værdierne til den kritiske hastighedsligning, og du skal få: Vcrit \u003d (6,579_0,000000114 meter /sekund-kvadrat) /( 0,03 meter_1 kg /kubikmeter) \u003d 0,025 meter /sekund.