Velocidade crítica é a velocidade e a direção na qual o fluxo de um líquido através de um tubo muda de suave ou "laminar" para turbulento. O cálculo da velocidade crítica depende de várias variáveis, mas é o número de Reynolds que caracteriza o fluxo do líquido através de um tubo como laminar ou turbulento. O número de Reynolds é uma variável sem dimensão, o que significa que não possui unidades anexadas a ele.
Cálculo da velocidade crítica
Se você deseja encontrar a velocidade crítica da água que se move através de uma seção do tubo, nós começará usando a fórmula básica para calcular a velocidade crítica: Vcrit \u003d (Nr_µ) /(D_ρ). Nesta equação, Vcrit representa velocidade crítica, Nr representa o número de Reynolds, µ (mu) representa o coeficiente de viscosidade (ou seja, a resistência ao fluxo) para um determinado líquido, D representa o diâmetro interno do tubo e ρ (rho ) representa a densidade do líquido fornecido. A variável µ (mu) é medida em metros quadrados por segundo e a densidade do líquido fornecido é medida em quilogramas por metro quadrado.
Digamos que você tenha uma seção de tubo de dois metros de comprimento com um interior diâmetro de 0,03 metros e você deseja saber a velocidade crítica da água que passa por essa seção do tubo a uma velocidade de 0,25 metros por segundo, representada por V. Embora µ varie com a temperatura, seu valor típico é 0,00000114 metros quadrados por segundo , então usaremos esse valor neste exemplo. A densidade, ou ρ, da água é de um quilograma por metro cúbico.
Se o número de Reynold não for fornecido, você poderá calculá-lo usando a fórmula: Nr \u003d ρ_V_D /µ. O fluxo laminar é representado pelo número de Reynold menor que 2.320 e o fluxo turbulento é representado pelo número de Reynold maior que 4.000.
Conecte os valores para cada uma das variáveis da equação numérica de Reynold. Depois de inserir os valores, o número de Reynold é 6.579. Como é maior que 4.000, o fluxo é considerado turbulento.
Agora, conecte os valores à equação crítica da velocidade e você deverá obter: Vcrit \u003d (6.579_0.000000114 metros /segundo ao quadrado) /( 0,03 metros_1 quilograma /metro cúbico) \u003d 0,025 metros /segundo.
