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임계 속도는 튜브를 통한 액체의 흐름이 매끄 럽거나 "층류"에서 난류로 변하는 속도와 방향입니다. 임계 속도 계산은 여러 변수에 따라 다르지만 튜브를 통한 액체의 흐름을 층류 또는 난류로 특성화하는 것이 레이놀즈 수입니다. 레이놀즈 수는 무 차원 변수로, 단위가 부착되어 있지 않습니다.
임계 속도 계산
파이프 섹션을 통과하는 물의 임계 속도를 찾으려면 임계 속도를 계산하는 기본 공식을 사용하여 시작하십시오 .Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). 이 방정식에서 Vcrit는 임계 속도, Nr은 레이놀즈 수, µ (mu)는 주어진 액체에 대한 점도 계수 (즉, 유동 저항), D는 파이프의 내경, ρ (rho )는 주어진 액체의 밀도를 나타냅니다. μ μ 변수는 초당 미터 제곱으로 측정되고 주어진 액체의 밀도는 미터 제곱 당 킬로그램으로 측정됩니다.
파이프의 내경이 0.03 미터 인 2 미터 길이의 파이프를 가지고 있고 V로 표시되는 초당 0.25 미터의 속도로 파이프의 해당 섹션을 통과하는 물의 임계 속도를 알고 싶다고 가정하십시오. 온도에 따라 다르며 일반적인 값은 초당 0.00000114 미터 / 제곱이므로이 예에서는이 값을 사용합니다. 물의 밀도 (ρ)는 입방 미터당 1 킬로그램입니다.
레이놀즈 수를 지정하지 않으면 Nr = ρ_V_D / µ 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다. 층류는 2,320 미만의 레이놀즈 수로 표시되고 난류는 4,000보다 큰 레이놀즈 수로 표시됩니다.
레이놀즈 수 방정식의 각 변수에 대한 값을 꽂습니다. 값을 연결 한 후 레이놀즈 수는 6,579입니다. 4,000보다 크므로 흐름이 난류로 간주됩니다.
이제 임계 속도 방정식에 값을 연결하면 Vcrit = (6,579_0.000000114 미터 / 초 제곱) / (0.03 미터 _1 킬로그램 / 입방 미터) = 0.025 미터 / 초가 나타납니다.