كيفية حساب السرعة الحرجة

المحتوى

• حساب السرعة الحرجة

السرعة الحرجة هي السرعة والاتجاه الذي يتحول فيه تدفق السائل عبر أنبوب من سلس ، أو "رقائقي" إلى اضطراب. يعتمد حساب السرعة الحرجة على متغيرات متعددة ، ولكن رقم رينولدز هو الذي يصف تدفق السائل عبر أنبوب إما صفائحي أو مضطرب. رقم رينولدز هو متغير بلا أبعاد ، وهذا يعني أنه لا يوجد لديه وحدات مرتبطة به.

حساب السرعة الحرجة

إذا أردت العثور على السرعة الحرجة للمياه التي تمر عبر مقطع من الأنابيب ، فابدأ جيدًا باستخدام الصيغة الأساسية لحساب السرعة الحرجة: Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). في هذه المعادلة ، يمثل Vcrit السرعة الحرجة ، Nr يمثل رقم رينولدز ، µ (mu) يمثل معامل اللزوجة (أي مقاومة التدفق) لسائل معين ، D يمثل القطر الداخلي للأنبوب ، و ho (rho ) يمثل كثافة السائل المعطى. يتم قياس المتغير mu (mu) بالأمتار المربعة في الثانية ويتم قياس كثافة السائل المعطى بالكيلوغرام لكل متر مربع.

لنفترض أن لديك قسمًا طوله مترين من الأنابيب يبلغ قطرها الداخلي 0.03 متر ، وتريد أن تعرف السرعة الحرجة للمياه التي تمر عبر هذا الجزء من الأنابيب بسرعة 0.25 متر في الثانية ، ويمثلها V. يختلف مع درجة الحرارة ، قيمته النموذجية هي 0.00000114 متر مربع في الثانية ، لذلك سوف نستخدم هذه القيمة في هذا المثال. تبلغ كثافة الماء ، أو ρ ، كيلوغرام واحد لكل متر مكعب.

إذا لم يتم إعطاء رقم رينولدز ، فيمكنك حسابه باستخدام الصيغة: Nr = ρ_V_D / µ. يتم تمثيل تدفق الصفحي برقم رينولدز أقل من 2،320 ، ويمثل التدفق المضطرب برقم رينولدز أكبر من 4000.




قم بتوصيل القيم لكل من متغيرات معادلة رقم رينولدز. بعد توصيل القيم ، يكون رقم رينولدز هو 6،579. لأنه أكبر من 4000 ، يعتبر التدفق مضطربًا.

قم الآن بتوصيل القيم بمعادلة السرعة الحرجة ، ويجب أن تحصل على: Vcrit = (6،579_0.000000114 متر / ثانية التربيعية) / (0.03 متر_1 كيلوغرام / متر مكعب) = 0.025 متر / ثانية.