TheРейнольдс саны (Re)суюктук механикасындагы эң маанилүү өлчөмсүз параметрлердин бири. Ал ортосундагы байланышты сүрөттөөгө жардам берет.инерциялык күчтөр жана илешкектик күчтөрагып жаткан суюктукта жана көбүнчө агымдын бар же жок экенин аныктоо үчүн колдонулатламинардык, өткөөл же турбуленттүү.

УЗИ агымын өлчөө үчүн Рейнольдс саны маанилүү, анткени агым режими түздөн-түз таасир этеттүтүктүн ичиндеги ылдамдык профилиУЗИ агым өлчөгүч акустикалык жол боюнча суюктуктун ылдамдыгын өлчөп, ал маалыматты орточо агым ылдамдыгын аныктоо үчүн колдонгондуктан, ылдамдык профилинин өзгөрүшү өлчөөнүн тактыгына таасир этиши мүмкүн.

1. Рейнольдс саны деген эмне?

Түтүктүн ичиндеги агым үчүн Рейнольдс саны төмөнкүдөй туюнтулушу мүмкүн:

Re = ρVD / μ

же:

Re = VD / ν

кайда:

• Re= Рейнольдс саны
• ρ= суюктуктун тыгыздыгы
• V= орточо агым ылдамдыгы
• D= түтүктүн ички диаметри
• μ= динамикалык илешкектүүлүк
• ν= кинематикалык илешкектүүлүк

Рейнольдс саны өлчөмсүз.

Жалпысынан алганда, тегерек түтүктөгү агым үчүн:

• Re < болжол менен 2300→ Ламинардык агым
• Re ≈ 2,300–4,000→ Өткөөл агым
• Re > болжол менен 4000→ Турбуленттүү агым

Бул маанилер абсолюттук чек аралар эмес, жалпы көрсөтмөлөр болуп саналат, анткени чыныгы агым шарттары түтүктүн геометриясына жана бузулууларына жараша өзгөрүшү мүмкүн.

2. Ламинардык жана турбуленттик агымдын ортосунда кандай айырма бар?

Негизги айырмачылык - ылдамдыктын түтүк боюнча бөлүштүрүлүшү.

Ламинардык агым

Ламинардык агымда суюктук салыштырмалуу тартиптүү катмарлар боюнча кыймылдайт.

Ылдамдыктын профили, адатта, төмөнкүчө айкыныраак болот:

• Түтүк дубалынын жанында төмөнкү ылдамдык
• Борборго карай жогорку ылдамдык
• Салыштырмалуу алдын ала айтууга боло турган параболикалык ылдамдык профили

Жөнөкөйлөтүлгөн өкүлчүлүк төмөнкүдөй:

Дубал → Төмөнкү ылдамдык → Жогорку ылдамдык → Төмөнкү ылдамдык → Дубал

Турбуленттүү агым

Турбуленттүү агымда суюктуктун кыймылы бир топ туруксуз болот.

Кичинекей масштабдагы флуктуациялар жана аралашуу ылдамдык профилинин ламинардык агымга салыштырмалуу тегиз болушуна алып келет.

Бул түтүк боюнча ылдамдыктын бөлүштүрүлүшү Рейнольдс саны менен олуттуу өзгөрөрүн билдирет.

3. Бул эмне үчүн ультраүндүү агым өлчөгүч үчүн маанилүү?

УЗИ агым өлчөгүч түтүк аркылуу өткөн суюктуктун жалпы көлөмүн түздөн-түз өлчөбөйт.

Анын ордуна, ал өлчөйтсуюктуктун ылдамдыгыандан кийин көлөмдүк агым ылдамдыгын эсептейт.

Жөнөкөйлөтүлгөн түрдө:

Q = V × A

кайда:

• Q= көлөмдүк агым ылдамдыгы
• V= орточо агым ылдамдыгы
• A= түтүктүн кесилиш аянты

Кыйынчылык, ультраүн акустикалык жол менен өлчөнгөн ылдамдык бүт түтүк боюнча орточо ылдамдыкка так барабар болбошу мүмкүн.

Ошондуктан, аспап өлчөнгөн акустикалык ылдамдык менен чыныгы орточо агым ылдамдыгынын ортосундагы байланышты эске алышы керек.

Бул байланыш ылдамдыктын профилине катуу таасир этет.

4. Рейнольдс саны ылдамдык профилин кандайча өзгөртөт?

Эки учурду карап көрөлү.

Рейнольдстун төмөнкү саны

Ре төмөн болгондо, агым ламинардык болушу мүмкүн.

Ылдамдык профили катуу ийри:

Борбордук ылдамдык > Орточо ылдамдык > Дубалга жакын ылдамдык

Эгерде ультраүн акустикалык жолу түтүктүн белгилүү бир аймагы аркылуу өтсө, өлчөнгөн ылдамдык кесилиштин орточо ылдамдыгынан бир топ айырмаланышы мүмкүн.

Жогорку Рейнольдс саны

Жогорку Реде агым турбуленттүү болот.

Аралаштыруу ылдамдыктын тегиз профилин пайда кылат, бирок ылдамдык түтүктүн дубалына карай дагы эле төмөндөйт.

Ошондуктан, акустикалык жолдун ылдамдыгы орточо түтүк ылдамдыгы менен башкача байланышта болушу мүмкүн.

Бул ультраүндүү агым өлчөгүчтүн бир өлчөнгөн ылдамдык мааниси ар дайым бирдей орточо агым ылдамдыгына туура келет деп жөн гана кабыл ала албагандыгынын бир себеби.

5. Рейнольдс саны жана транзиттик убакыттын ультраүндүү агым өлчөгүчтөрү

УЗИнин өтүү убактысын өлчөгүч үчүн аспап жогорку жана төмөнкү агымдагы УЗИ өтүү убактысынын ортосундагы айырманы өлчөйт.

Негизги байланышты төмөнкүдөй жөнөкөйлөштүрүүгө болот:

Агым ылдамдыгы ∝ Өткөрүү-Убакыт айырмасы

Өлчөнгөн ылдамдык УЗИ акустикалык жолундагы ылдамдык компоненти менен байланыштуу.

Бирок, чыныгы көлөмдүк агым ылдамдыгы төмөнкүлөргө көз карандытүтүктүн бүт кесилишиндеги орточо ылдамдык.

Ошондуктан, аспап өлчөнгөн акустикалык ылдамдыкты орточо агым ылдамдыгы менен байланыштырышы керек.

Бул мамилеге төмөнкүлөр таасир этиши мүмкүн:

• Рейнольдс саны
• Акустикалык жолдун жайгашкан жери
• Акустикалык жолдордун саны
• Агым профили
• Түтүктүн диаметри
• Агымдын бузулушу

6. Эмне үчүн таасири төмөн агым ылдамдыгында маанилүүрөөк?

Ошондон бери:

Re = ρVD / μ

Агым ылдамдыгы азайганда, Рейнольдс саны да азаят.

Мисалы, жогорку агым ылдамдыгында иштеген системада турбуленттүү агым толук өнүккөн болушу мүмкүн, ал эми өтө төмөн агым ылдамдыгында иштеген ошол эле система өткөөл же ламинардык режимге жакындашы мүмкүн.

Ошондуктан, агым ылдамдыгы өзгөргөн сайын ылдамдык профили бир кыйла өзгөрүшү мүмкүн.

Бул төмөнкүлөрдүн ортосундагы байланышты билдирет:

Акустикалык жол ылдамдыгы

жана

Түтүктүн орточо ылдамдыгы

да өзгөрүшү мүмкүн.

Кээ бир ультраүндүү агым өлчөгүчтөр үчүн бул өтө төмөн агым ылдамдыгын же өтө илешкектүү суюктуктарды өлчөөдө маанилүү фактор болуп калышы мүмкүн.

7. Суюктуктун илешкектүүлүгү эмне үчүн маанилүү?

Рейнольдс саны илешкектикке тескери пропорционалдуу:

Re = ρVD / μ

Эгерде илешкектүүлүк жогоруласа, анда ошол эле түтүктүн диаметри, тыгыздыгы жана агым ылдамдыгы үчүн Рейнольдс саны азаят.

Мисалы, бир эле түтүк аркылуу бирдей ылдамдыкта агып жаткан эки суюктукту карап көрөлү:

Суу → Төмөн илешкектүүлүк → Жогорку Re

Оор май → Жогорку илешкектүүлүк → Төмөнкү кайра иштетүү

Оор мунайдын илешкектүүлүгү жогору болгондуктан, анын ылдамдык профили алда канча айкын болушу мүмкүн.

Ошондуктан, бир эле ультраүндүү агым өлчөгүч ар кандай суюктуктарды өлчөөдө, түтүктүн диаметри жана агым ылдамдыгы окшош болсо дагы, ар кандай иштеши мүмкүн.

8. Эмне үчүн түз түтүктүн узундугу Рейнольдс санына байланыштуу?

Рейнольдс саны ошондой эле түз түтүктүн жетиштүү узундугунун эмне үчүн маанилүү экенин түшүндүрүүгө жардам берет.

Чыканак, клапан, редуктор же башка орнотуудан кийин, агым профили бузулушу мүмкүн.

Агым туруктуураак профильге карай өнүгүшү үчүн жетиштүү аралыкты талап кылат.

Өнүгүү процесси төмөнкүдөй факторлорго көз каранды:

• Рейнольдс саны
• Түтүктүн диаметри
• Түтүктүн оройлугу
• Тынчсыздануунун түрү
• Агым ылдамдыгы

Эгерде ультраүндүү агым өлчөгүч жогору жактагы ызы-чууга өтө жакын орнотулган болсо, өлчөнгөн акустикалык ылдамдыкка асимметриялык же айланма ылдамдык профили күчтүү таасир этиши мүмкүн.

Бул өлчөө каталарын алып келиши мүмкүн.

Ошондуктан ультраүндүү агым өлчөгүчтү орнотуу боюнча типтүү көрсөтмө төмөнкүлөрдү сунушташы мүмкүн:

Жогорку агымдагы түз түтүк ≥ 10D

Түз түтүктүн ылдый жагы ≥ 5D

кайдаD - түтүктүн ички диаметри.

9. Рейнольдс саны жогору болгон сайын тактык ар дайым жогору болобу?

Сөзсүз эмес.

Рейнольдс саны жогору болсо, адатта, турбуленттүү агымды көрсөтөт, бирок өлчөөнүн тактыгы башка көптөгөн факторлорго да көз каранды.

Аларга төмөнкүлөр кирет:

• Агым профили
• Өткөргүчтү орнотуу
• Түтүктүн абалы
• Түз түтүктүн узундугу
• Сигналдын сапаты
• Акустикалык жолдун конфигурациясы
• Суюктуктун касиеттери
• Эсептегичти калибрлөө

Ошондуктан, Рейнольдс саны маанилүү фактор катары каралышы керек.агымдын шартынын параметри, агым өлчөгүчтүн тактыгынын түз көрсөткүчү эмес.

10. Эмне үчүн көп жолдуу ультраүндүү агым өлчөгүчтөр агым профилине анча сезгич эмес?

Бул көп жолдуу УЗИ агымын өлчөөнүн маанилүү артыкчылыктарынын бири.

Бир акустикалык жол түтүктүн чектелген аймагы боюнча ылдамдыкты үлгү алат.

Көп жолдуу агым өлчөгүч ар кандай позицияларда бир нече акустикалык жолдорду колдонот.

Концептуалдык жактан:

Бир жол

→ Бир акустикалык жол боюнча ылдамдыкты өлчөйт

Көп жолдуу

→ Түтүктүн бир нече аймактарынан үлгүлөр

Аспап жалпы ылдамдыктын бөлүштүрүлүшүн жакшыраак көрсөтүү үчүн бул өлчөөлөрдү колдоно алат.

Ошондуктан, көп жолдуу ультраүндүү агым өлчөгүчтөр көбүнчө төмөнкү колдонмолор үчүн артыкчылыктуу:

• Агым профили татаал
• Жогорку тактык талап кылынат
• Түтүктүн диаметри чоң
• Агымдын бузулушунан качуу кыйын

Рейнольдс саны УЗИ агымын өлчөөгө таасир этет, анткени ал таасир этеттүтүктүн ичиндеги агым режими жана ылдамдык профили.

Негизги байланыш төмөнкүдөй:

Re = ρVD / μ

Рейнольдс саны өзгөргөн сайын, агым ламинардык, өткөөл жана турбуленттүү режимдердин ортосунда өтүшү мүмкүн. Бул түтүк боюнча ылдамдыктын бөлүштүрүлүшүн өзгөртөт жана ошондуктан УЗИ акустикалык жолу боюнча өлчөнгөн ылдамдык менен чыныгы орточо агым ылдамдыгынын ортосундагы байланышка таасир этет.

Практикалык ультраүндүк агым өлчөө үчүн Рейнольдс саны төмөнкүлөр менен бирге каралышы керек:

Агым ылдамдыгы + Суюктуктун илешкектүүлүгү + Түтүктүн диаметри + Агым профили + Түз түтүктүн узундугу + Акустикалык жолдун конфигурациясы

Рейнольдс санын түшүнүү инженерлерге жакшыраак баалоого жардам беретагым шарттары, сенсорду орнотуу, өлчөөнүн белгисиздиги жана белгилүү бир колдонмо үчүн ультраүндүү агым өлчөгүчтүн ылайыктуулугу.