El flujo crítico es un efecto que ocurre en un flujo comprimible. El parámetro que se vuelve crítico o "limitado" es la velocidad o caudal másico .
La ocurrencia de flujo crítico está asociada con el efecto Venturi . Cuando un flujo líquido (en el sentido amplio del término "líquido", incluyendo también el estado gaseoso) a una presión y temperatura dadas fluye a través de una resistencia hidráulica o aerodinámica asociada con una disminución en la sección transversal del flujo (tal como, por ejemplo, una válvula o un estrechamiento local de una tubería), a una zona de menor presión, entonces la velocidad de este flujo aumenta. Si hay condiciones subsónicas en la parte "superior" del flujo (antes de su estrechamiento), entonces, en el punto de estrechamiento, la velocidad del flujo aumenta (de acuerdo con la ley de conservación de la masa). Al mismo tiempo, el efecto Venturi hace que la presión estática y, por lo tanto, la densidad, caigan en la constricción. A un cierto valor de la velocidad del fluido, surgen condiciones bajo las cuales una mayor disminución de la presión después de la constricción no conduce a un aumento adicional en el caudal másico (a una presión constante antes de la constricción). Para líquidos homogéneos, el punto físico en el que se produce un flujo crítico en condiciones adiabáticas , se alcanza cuando la velocidad lineal del flujo alcanza la velocidad del sonido , o en otras palabras, cuando el número de Mach alcanza el valor 1 [1] [2] [ 3] . En un flujo crítico, el flujo másico puede aumentar si la presión en la parte superior del flujo aumenta o la temperatura en la parte superior del flujo disminuye.
La consideración del flujo crítico de gases es importante para muchas aplicaciones de ingeniería, ya que el flujo másico no depende de la presión "inferior" (en la parte del flujo después de la restricción), sino solo de la presión y la temperatura en la "superior". parte del flujo antes de la restricción. En condiciones críticas, se pueden usar válvulas y boquillas para generar los caudales másicos requeridos.