Contente
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.
Cálculo da velocidade crítica
Se você deseja encontrar a velocidade crítica da água que se move através de uma seção do tubo, comece usando a fórmula básica para calcular a velocidade crítica: Vcrit = (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 cano com dois metros de comprimento e um diâmetro interno de 0,03 metros e deseje saber a velocidade crítica da água que passa por essa seção a uma velocidade de 0,25 metros por segundo, representada por V. Embora µ varia com a temperatura, seu valor típico é 0,00000114 metros quadrados por segundo; portanto, usaremos esse valor neste exemplo. A densidade, ou ρ, da água é de um quilograma por metro cúbico.
Se o número de Reynolds não for fornecido, você poderá calculá-lo usando a fórmula: Nr = ρ_V_D / µ. O fluxo laminar é representado por um número de Reynolds inferior a 2.320 e o fluxo turbulento é representado por um número de Reynolds superior a 4.000.
Conecte os valores para cada uma das variáveis da equação numérica de Reynolds. Depois de inserir os valores, o número de Reynolds é 6.579. Por ser superior a 4.000, o fluxo é considerado turbulento.
Agora, conecte os valores à equação crítica da velocidade e obterá: Vcrit = (6.579_0.000000114 metros / segundo ao quadrado) / (0,03 metros_1 quilograma / metro cúbico) = 0,025 metros / segundo.