Kandungan
Halaju kritis adalah kelajuan dan arah di mana aliran cecair melalui tiub berubah dari lancar, atau "laminar," ke gelora. Mengira halaju kritikal bergantung kepada beberapa pembolehubah, tetapi ia adalah nombor Reynolds yang mencirikan aliran cecair melalui tiub sebagai sama ada laminar atau gelora. Nombor Reynolds adalah pemboleh ubah tanpa dimensi, yang bermaksud ia tidak mempunyai unit yang melekat padanya.
Mengira kelajuan kritikal
Sekiranya anda ingin mencari halaju kritis untuk air yang bergerak melalui sekatan paip, mulakan dengan menggunakan formula asas untuk mengira halaju kritis: Vcrit = (Nr_μ) / (D_ρ). Dalam persamaan ini, Vcrit mewakili halaju kritikal, Nr mewakili nombor Reynolds, μ (mu) mewakili pekali kelikatan (iaitu rintangan untuk mengalir) untuk cecair yang diberikan, D mewakili diameter dalaman paip, dan ρ (rho ) mewakili ketumpatan cecair yang diberikan. Pembolehubah μ (mu) diukur dalam kuadrat-meter sesaat dan ketumpatan cecair yang diberikan diukur dalam kilogram per meter-kuadrat.
Katakan anda mempunyai sekatan paip dua meter dengan diameter dalaman 0.03 meter, dan anda ingin mengetahui halaju kritis air yang melalui bahagian paip itu pada halaju 0.25 meter sesaat, diwakili oleh V. Walaupun μ bervariasi dengan suhu, nilai tipikal ialah 0.00000114 meter persegi sesaat, jadi kami akan menggunakan nilai ini dalam contoh ini. Ketumpatan, atau ρ, air adalah satu kilogram per meter padu.
Jika nombor Reynolds tidak diberikan, anda boleh mengiranya menggunakan formula: Nr = ρ_V_D / μ. Aliran Laminar diwakili oleh bilangan Reynolds kurang dari 2,320, dan aliran bergelombang diwakili oleh bilangan Reynolds lebih besar dari 4,000.
Palamkan nilai untuk setiap pembolehubah persamaan nombor Reynolds. Selepas memasukkan nilai-nilai, nombor Reynolds ialah 6,579. Kerana ia lebih besar daripada 4,000, aliran dianggap bergelora.
Sekarang masukkan nilai-nilai ke persamaan halaju kritikal dan dapatkan: Vcrit = (6,579_0.000000114 meter / kuadrat kedua) / (0.03 meter_1 kilogram / meter padu) = 0.025 meter / saat.