La vitesse critique est la vitesse et la direction auxquelles le flux d'un liquide à travers un tube passe de lisse, ou «laminaire» à turbulent. Calcul de la vitesse critique dépend de plusieurs variables, mais c'est le nombre de Reynolds qui caractérise l'écoulement du liquide à travers un tube comme laminaire ou turbulent. Le nombre de Reynolds est une variable sans dimension, ce qui signifie qu'il n'y a pas d'unités attachées.
Calcul de la vitesse critique
Si vous vouliez trouver la vitesse critique pour l'eau circulant dans une section de tuyau, nous Commençons par utiliser la formule de base pour calculer la vitesse critique: Vcrit = (Nr_μ) /(D_ρ). Dans cette équation, Vcrit représente la vitesse critique, Nr représente le nombre de Reynolds, μ (mu) représente le coefficient de viscosité (c.-à-d. La résistance à l'écoulement) pour un liquide donné, D le diamètre intérieur du tuyau et ρ (rho ) représente la densité du liquide donné. La variable μ (mu) est mesurée en mètres carrés par seconde et la densité du liquide donné est mesurée en kilogrammes par mètre carré.
Disons que vous avez une section de tuyau de deux mètres de long avec un intérieur diamètre de 0.03 mètres, et vous voulez connaître la vitesse critique de l'eau passant par cette section de tuyau à une vitesse de 0.25 mètres par seconde, représentée par V. Bien que μ varie avec la température, sa valeur typique est 0.00000114 mètres carrés par seconde , donc nous allons utiliser cette valeur dans cet exemple. La densité, ou ρ, d'eau est d'un kilogramme par mètre cube.
Si le nombre de Reynold n'est pas donné, vous pouvez le calculer en utilisant la formule: Nr = ρ_V_D /μ. Le flux laminaire est représenté par un nombre de Reynold inférieur à 2 320, et le flux turbulent est représenté par un nombre de Reynold supérieur à 4 000.
Insérez les valeurs pour chacune des variables de l'équation des nombres de Reynold. Après avoir branché les valeurs, le nombre de Reynold est 6.579. Parce qu'il est supérieur à 4 000, le flux est considéré comme turbulent.
Maintenant, branchez les valeurs à l'équation de vitesse critique, et vous devriez obtenir: Vcrit = (6,579_0,000000114 mètres /second-carré) /( 0,03 mètre_1 kilogramme /mètre cube) = 0,025 mètre /seconde.
