AnUimhir Reynolds (Re)ceann de na paraiméadair gan toise is tábhachtaí i meicnic sreabhán. Cuidíonn sé le cur síos a dhéanamh ar an ngaol idirfórsaí táimhe agus fórsaí slaodachai sreabhán atá ag sileadh agus úsáidtear go coitianta é chun a chinneadh an bhfuil an sreabhadhlaminar, idirthréimhseach, nó suaiteach.

Chun tomhas sreafa ultrasonaic a dhéanamh, tá an uimhir Reynolds tábhachtach mar go mbíonn tionchar díreach ag an réimeas sreafa ar anpróifíl luais taobh istigh den phíopaÓs rud é go dtomhaiseann méadar sreafa ultrasonaic luas sreabhach feadh conair fuaimiúil agus go n-úsáideann sé an fhaisnéis sin chun an meánluas sreafa a chinneadh, is féidir le hathruithe sa phróifíl luais tionchar a imirt ar chruinneas an tomhais.

1. Cad é Uimhir Reynolds?

I gcás sreabhadh taobh istigh de phíopa, is féidir uimhir Reynolds a chur in iúl mar:

Re = ρVD / μ

nó:

Ath = VD / ν

cá háit:

• Re= uimhir Reynolds
• ρ= dlús sreabhach
• V= meánluas sreafa
• Dtrastomhas istigh píopa
• μ= slaodacht dhinimiciúil
• ν= slaodacht chineamatach

Tá uimhir Reynolds gan toise.

Go ginearálta, le haghaidh sreabhadh i bpíopa ciorclach:

• Ath < thart ar 2,300→ Sreabhadh laminar
• Ath ≈ 2,300–4,000→ Sreabhadh idirthréimhseach
• Ath > thart ar 4,000→ Sreabhadh suaiteach

Is treoirlínte ginearálta seachas teorainneacha absalóideacha iad na luachanna seo, mar is féidir le coinníollacha sreafa iarbhír athrú ag brath ar gheoiméadracht na bpíopa agus ar shuaitheadh.

2. Cad é an difríocht idir sreabhadh laminar agus sreabhadh suaiteach?

Is é an príomhdhifríocht an chaoi a ndáiltear an luas ar fud an phíobáin.

Sreabhadh Laminar

I sreabhadh laminar, bogann sreabhán i sraitheanna réasúnta ordúil.

De ghnáth bíonn an phróifíl luais níos suntasaí, le:

• Luas níos ísle in aice le balla na píopa
• Luas níos airde i dtreo an ionaid
• Próifíl luais pharabóileach réasúnta intuartha

Is é atá i gceist le léiriú simplithe ná:

Balla → Luas Íseal → Luas Ard → Luas Íseal → Balla

Sreabhadh Suaiteach

I sreabhadh suaiteach, bíonn gluaiseacht sreabhach i bhfad níos neamhrialta.

Is cúis le luaineachtaí agus meascadh ar scála beag go mbíonn an phróifíl luais níos cothroime i gcomparáid le sreabhadh laminar.

Ciallaíonn sé seo go n-athraíonn dáileadh an luais trasna an phíobáin go suntasach leis an uimhir Reynolds.

3. Cén Fáth a bhfuil Tábhacht leis seo maidir le Méadar Sreafa Ultrafhuaime?

Ní thomhaiseann méadar sreafa ultrasonaic go díreach an méid iomlán leachta atá ag dul tríd an bpíopa.

Ina áit sin, déanann sé tomhas ar anluas an leachtaagus ansin ríomhann sé an ráta sreafa toirtmhéadrach.

I bhfoirm shimplithe:

Q = V × A

cá háit:

• Q= ráta sreafa toirtmhéadrach
• V= meánluas sreafa
• A= achar trasghearrthach na píopa

Is é an dúshlán atá ann ná nach mbeadh an luas a thomhaistear feadh conair fuaimiúil ultrasonaic cothrom go díreach leis an meánluas ar fud na píopa ar fad.

Dá bhrí sin, ní mór don ionstraim an gaol idir an luas fuaimiúil tomhaiste agus an meánluas sreafa iarbhír a chur san áireamh.

Tá tionchar láidir ag próifíl an luais ar an ngaol seo.

4. Conas a Athraíonn Uimhir Reynolds Próifíl an Luasghluaiseachta?

Smaoinigh ar dhá chás.

Uimhir Íseal Reynolds

Ag Re íseal, féadfaidh an sreabhadh a bheith laminar.

Tá próifíl an luais cuartha go láidir:

Luas lárnach > Meánluas > Luas gar don bhalla

Má théann an cosán fuaimiúil ultrasonaic trí réigiún ar leith den phíopa, féadfaidh an luas tomhaiste a bheith difriúil go suntasach ón meánluas trasghearrthach.

Uimhir Ard-Reynolds

Ag Re níos airde, bíonn an sreabhadh suaiteach.

Is gnách go mbíonn próifíl luais níos cothroime mar thoradh ar mheascadh, cé go laghdaíonn an luas fós i dtreo bhalla na píopa.

Dá bhrí sin, is féidir go mbeadh caidreamh difriúil ag luas an chosáin fuaimiúil le meánluas na píopa.

Seo ceann de na cúiseanna nach féidir le méadar sreafa ultrasonaic glacadh leis go simplí go gcomhfhreagraíonn luach luais tomhaiste amháin don mheánluas sreafa céanna i gcónaí.

5. Méadair Sreafa Ultrafhuaime Uimhir Reynolds agus Am Idirthurais

I gcás méadar sreafa ultrasonaic ama idirthurais, tomhaiseann an ionstraim an difríocht idir amanna idirthurais ultrasonaic suas an sruth agus síos an sruth.

Is féidir an gaol bunúsach a shimpliú mar seo a leanas:

Treoluas Sreafa ∝ Difríocht Ama Idirthurais

Tá an luas tomhaiste bainteach leis an gcomhpháirt luais feadh an chosáin fuaimiúil ultrasonaic.

Mar sin féin, braitheann an ráta sreafa toirtmhéadrach iarbhír ar anmeánluas trasna trasghearradh iomlán na píopa.

Dá bhrí sin, ní mór don ionstraim an luas fuaimiúil tomhaiste a nascadh leis an meánluas sreafa.

Is féidir leis na nithe seo a leanas tionchar a imirt ar an gcaidreamh seo:

• Uimhir Reynolds
• Suíomh an chosáin fuaimiúil
• Líon na gcosán fuaimiúil
• Próifíl sreafa
• Trastomhas na píopa
• Suaitheadh ​​​​sreafa

6. Cén fáth go bhfuil an éifeacht níos tábhachtaí ag rátaí sreafa ísle?

Ó:

Re = ρVD / μ

nuair a laghdaíonn luas an tsreafa, laghdaíonn uimhir Reynolds freisin.

Mar shampla, d’fhéadfadh sreabhadh suaiteach lánfhorbartha a bheith ag córas atá ag oibriú ag ráta sreafa ard, agus d’fhéadfadh an córas céanna atá ag oibriú ag ráta sreafa an-íseal druidim leis an réimeas idirthréimhseach nó laminar.

Dá bhrí sin, is féidir leis an bpróifíl luais athrú go suntasach de réir mar a athraíonn an ráta sreafa.

Ciallaíonn sé seo go bhfuil an gaol idir:

Luas an chonair fuaimiúil

agus

Meánluas píopa

féadfaidh athrú freisin.

I gcás roinnt méadar sreafa ultrasonaic, is féidir leis seo a bheith ina bhreithniú tábhachtach agus rátaí sreafa an-íseal nó leachtanna an-slaodacha á dtomhas.

7. Cén fáth a bhfuil Slaodacht Sreabhán Tábhachtach?

Tá gaol inbhéartach idir uimhir Reynolds agus slaodacht:

Re = ρVD / μ

Má mhéadaíonn an slaodacht, laghdaíonn uimhir Reynolds don trastomhas píopa, don dlús agus don luas sreafa céanna.

Mar shampla, smaoinigh ar dhá leacht ag sileadh ag an luas céanna tríd an bpíopa céanna:

Uisce → Slaodacht íseal → Ath-thógáil níos airde

Ola throm → Slaodacht ard → Íochtarach

D’fhéadfadh próifíl luais i bhfad níos suntasaí a bheith ag an ola throm mar gheall ar a slaodacht níos airde.

Dá bhrí sin, d’fhéadfadh an méadar sreafa ultrasonaic céanna iompar ar bhealach difriúil agus leachtanna éagsúla á dtomhas, fiú má tá trastomhas agus luas an tsreafa cosúil.

8. Cén fáth a bhfuil baint ag fad na píopa dírí le huimhir Reynolds?

Cuidíonn uimhir Reynolds freisin le míniú a thabhairt ar an gcúis go bhfuil fad píopa díreach leordhóthanach tábhachtach.

Tar éis uillinn, comhla, laghdaitheoir, nó feistiú eile, is féidir cur isteach ar phróifíl an tsreafa.

Caithfidh achar leordhóthanach a bheith ag an sreabhadh chun forbairt i dtreo próifíl níos cobhsaí.

Braitheann an próiseas forbartha ar fhachtóirí lena n-áirítear:

• Uimhir Reynolds
• Trastomhas na píopa
• Garbhacht na bpíopa
• Cineál suaitheadh
• Luas sreafa

Má tá an méadar sreafa ultrasonaic suiteáilte ró-ghar do shuaitheadh ​​​​uas, féadfaidh próifíl luais neamhshiméadrach nó casta tionchar mór a imirt ar an luas fuaimiúil tomhaiste.

Féadann sé seo earráidí tomhais a thabhairt isteach.

Sin é an fáth a bhféadfadh treoirlíne suiteála tipiciúil le haghaidh méadar sreafa ultrasonaic a mholadh:

Píopa díreach suas an tsrutha ≥ 10D

Píopa díreach síos an tsrutha ≥ 5D

cá háitIs é D trastomhas istigh an phíobáin.

9. An gciallódh Uimhir Reynolds níos airde cruinneas níos fearr i gcónaí?

Ní gá.

De ghnáth, léiríonn uimhir Reynolds níos airde sreabhadh níos suaite, ach braitheann cruinneas tomhais ar go leor fachtóirí eile.

Áirítear leis seo:

• Próifíl sreafa
• Suiteáil trasduchtóra
• riocht na bpíopa
• Fad píopa díreach
• Cáilíocht an chomhartha
• Cumraíocht cosáin fuaimiúil
• Airíonna sreabhach
• Calabrú méadair

Dá bhrí sin, ba cheart uimhir Reynolds a mheas mar rud tábhachtachparaiméadar riocht sreafa, seachas táscaire díreach ar chruinneas an mhéadair sreafa.

10. Cén fáth a bhfuil Méadair Sreafa Ultrafhuaime Ilchonaire níos lú íogaire do Phróifíl Sreafa?

Seo ceann de na buntáistí tábhachtacha a bhaineann le tomhas sreafa ultrasonaic ilchonair.

Déanann cosán fuaimiúil aonair sampla den luas feadh réigiún teoranta den phíopa.

Úsáideann méadar sreafa ilchonaire roinnt cosáin fuaimiúla ag suíomhanna éagsúla.

Go coincheapúil:

Cosán Aonair

→ Tomhaiseann luas feadh cosán fuaimiúil amháin

Ilchonair

→ Samplaíonn sé réigiúin éagsúla den phíopa

Is féidir leis an ionstraim na tomhais seo a úsáid chun léiriú níos fearr a fháil ar an dáileadh luais foriomlán.

Dá bhrí sin, is minic a bhíonn méadair sreafa ultrasonaic ilchonair níos fearr le haghaidh feidhmchlár ina bhfuil:

• Tá an próifíl sreafa casta
• Tá cruinneas ard ag teastáil
• Tá trastomhas an phíobáin mór
• Is deacair suaitheadh ​​sreafa a sheachaint

Bíonn tionchar ag uimhir Reynolds ar thomhas sreafa ultrasonaic toisc go mbíonn tionchar aige ar anréimeas sreafa agus próifíl luais taobh istigh den phíopa.

Is é an gaol bunúsach ná:

Re = ρVD / μ

De réir mar a athraíonn uimhir Reynolds, féadfaidh an sreabhadh aistriú idir réimis laminar, trasdultacha, agus suaiteacha. Athraíonn sé seo dáileadh an luais ar fud na píopa agus dá bhrí sin bíonn tionchar aige ar an ngaol idir an luas a thomhaistear feadh an chosáin fuaimiúil ultrasonaic agus an meánluas sreafa iarbhír.

Chun tomhas praiticiúil sreabhadh ultrasonaic a dhéanamh, ba cheart uimhir Reynolds a mheas mar aon le:

Luas sreafa + Slaodacht sreabhach + Trastomhas píopa + Próifíl sreafa + Fad píopa díreach + Cumraíocht chosáin fuaimiúil

Cuidíonn tuiscint ar uimhir Reynolds le hinnealtóirí measúnú níos fearr a dhéanamhcoinníollacha sreafa, suiteáil braiteora, neamhchinnteacht tomhais, agus oiriúnacht mhéadair sreafa ultrasonaic d’fheidhmchlár ar leith.