YRhif Reynolds (Re)yw un o'r paramedrau di-ddimensiwn pwysicaf mewn mecaneg hylifau. Mae'n helpu i ddisgrifio'r berthynas rhwnggrymoedd inertial a grymoedd gludiogmewn hylif sy'n llifo ac fe'i defnyddir yn gyffredin i benderfynu a yw'r llif ynlaminar, trawsnewidiol, neu gythryblus.

Ar gyfer mesur llif uwchsonig, mae'r rhif Reynolds yn bwysig oherwydd bod y drefn llif yn effeithio'n uniongyrchol ar yproffil cyflymder y tu mewn i'r bibellGan fod mesurydd llif uwchsonig yn mesur cyflymder hylif ar hyd llwybr acwstig ac yn defnyddio'r wybodaeth honno i bennu'r cyflymder llif cyfartalog, gall newidiadau yn y proffil cyflymder ddylanwadu ar gywirdeb mesur.

1. Beth yw'r Rhif Reynolds?

Ar gyfer llif y tu mewn i bibell, gellir mynegi'r rhif Reynolds fel:

Re = ρVD / μ

neu:

Re = VD / ν

ble:

• Re= rhif Reynolds
• ρ= dwysedd hylif
• V= cyflymder llif cyfartalog
• D= diamedr mewnol y bibell
• μ= gludedd deinamig
• ν= gludedd cinematig

Mae rhif Reynolds yn ddi-ddimensiwn.

Yn gyffredinol, ar gyfer llif mewn pibell gylchol:

• Re < tua 2,300→ Llif laminar
• Re ≈ 2,300–4,000→ Llif trosiannol
• Tua 4,000→ Llif cythryblus

Canllawiau cyffredinol yw'r gwerthoedd hyn yn hytrach na ffiniau absoliwt, oherwydd gall amodau llif gwirioneddol amrywio yn dibynnu ar geometreg a tharfu ar y bibell.

2. Beth yw'r Gwahaniaeth Rhwng Llif Laminar a Llif Cythryblus?

Y prif wahaniaeth yw'r ffordd y mae cyflymder yn cael ei ddosbarthu ar draws y bibell.

Llif Laminar

Mewn llif laminar, mae hylif yn symud mewn haenau cymharol drefnus.

Mae proffil y cyflymder fel arfer yn fwy amlwg, gyda:

• Cyflymder is ger wal y bibell
• Cyflymder uwch tuag at y canol
• Proffil cyflymder parabolaidd cymharol ragweladwy

Cynrychiolaeth symlach yw:

Wal → Cyflymder Isel → Cyflymder Uchel → Cyflymder Isel → Wal

Llif Cythryblus

Mewn llif cythryblus, mae symudiad hylif yn llawer mwy afreolaidd.

Mae amrywiadau a chymysgu ar raddfa fach yn achosi i'r proffil cyflymder ddod yn fwy gwastad o'i gymharu â llif laminar.

Mae hyn yn golygu bod dosbarthiad y cyflymder ar draws y bibell yn newid yn sylweddol gyda'r rhif Reynolds.

3. Pam Mae Hyn yn Bwysig i Fesurydd Llif Ultrasonic?

Nid yw mesurydd llif uwchsonig yn mesur cyfanswm cyfaint yr hylif sy'n mynd trwy'r bibell yn uniongyrchol.

Yn hytrach, mae'n mesur ycyflymder yr hylifac yna'n cyfrifo'r gyfradd llif cyfeintiol.

Mewn ffurf symlach:

Q = V × A

ble:

• Q= cyfradd llif cyfaint
• V= cyflymder llif cyfartalog
• A= arwynebedd trawsdoriadol pibell

Yr her yw efallai na fydd y cyflymder a fesurir ar hyd llwybr acwstig uwchsonig yn union yr un fath â'r cyflymder cyfartalog ar draws y bibell gyfan.

Felly, rhaid i'r offeryn ystyried y berthynas rhwng y cyflymder acwstig a fesurwyd a'r cyflymder llif cyfartalog gwirioneddol.

Mae'r berthynas hon yn cael ei dylanwadu'n gryf gan y proffil cyflymder.

4. Sut Mae Rhif Reynolds yn Newid y Proffil Cyflymder?

Ystyriwch ddau achos.

Rhif Reynolds Isel

Ar Re isel, gall y llif fod yn laminar.

Mae proffil y cyflymder yn grwm iawn:

Cyflymder canol > Cyflymder cyfartalog > Cyflymder ger y wal

Os yw'r llwybr acwstig uwchsonig yn mynd trwy ranbarth penodol o'r bibell, gall y cyflymder a fesurir fod yn wahanol iawn i'r cyflymder cyfartalog trawsdoriadol.

Rhif Reynolds Uchel

Ar Re uwch, mae'r llif yn dod yn gythryblus.

Mae cymysgu'n tueddu i gynhyrchu proffil cyflymder mwy gwastad, er bod y cyflymder yn dal i ostwng tuag at wal y bibell.

Felly gall cyflymder y llwybr acwstig gael perthynas wahanol â chyflymder cyfartalog y bibell.

Dyma un rheswm pam na all mesurydd llif uwchsonig dybio'n syml bod un gwerth cyflymder a fesurir bob amser yn cyfateb i'r un cyflymder llif cyfartalog.

5. Mesuryddion Llif Ultrasonic Rhif Reynolds ac Amser Tramwy

Ar gyfer mesurydd llif uwchsonig amser tramwy, mae'r offeryn yn mesur y gwahaniaeth rhwng amseroedd tramwy uwchsonig i fyny'r afon ac i lawr yr afon.

Gellir symleiddio'r berthynas sylfaenol fel a ganlyn:

Cyflymder Llif ∝ Gwahaniaeth Amser Tramwy

Mae'r cyflymder a fesurir yn gysylltiedig â'r gydran cyflymder ar hyd y llwybr acwstig uwchsain.

Fodd bynnag, mae'r gyfradd llif cyfaint wirioneddol yn dibynnu ar ycyflymder cyfartalog ar draws trawsdoriad cyfan y bibell.

Felly, rhaid i'r offeryn gysylltu'r cyflymder acwstig a fesurir â'r cyflymder llif cyfartalog.

Gall y berthynas hon gael ei heffeithio gan:

• rhif Reynolds
• Lleoliad llwybr acwstig
• Nifer y llwybrau acwstig
• Proffil llif
• Diamedr y bibell
• Aflonyddwch llif

6. Pam Fod yr Effaith yn Bwysicach ar Gyfraddau Llif Isel?

Ers:

Re = ρVD / μ

Pan fydd cyflymder y llif yn lleihau, mae rhif Reynolds hefyd yn lleihau.

Er enghraifft, gall system sy'n gweithredu ar gyfradd llif uchel fod wedi datblygu llif cythryblus yn llawn, tra gall yr un system sy'n gweithredu ar gyfradd llif isel iawn agosáu at y gyfundrefn drawsnewidiol neu laminar.

Felly gall y proffil cyflymder newid yn sylweddol wrth i'r gyfradd llif newid.

Mae hyn yn golygu bod y berthynas rhwng:

Cyflymder llwybr acwstig

a

Cyflymder cyfartalog y bibell

gall newid hefyd.

Ar gyfer rhai mesuryddion llif uwchsonig, gall hyn ddod yn ystyriaeth bwysig wrth fesur cyfraddau llif isel iawn neu hylifau gludiog iawn.

7. Pam Mae Gludedd Hylif yn Bwysig?

Mae rhif Reynolds yn gysylltiedig yn wrthdro â gludedd:

Re = ρVD / μ

Os yw gludedd yn cynyddu, mae rhif Reynolds yn lleihau ar gyfer yr un diamedr pibell, dwysedd a chyflymder llif.

Er enghraifft, ystyriwch ddau hylif sy'n llifo ar yr un cyflymder trwy'r un bibell:

Dŵr → Gludedd isel → Re Uwch

Olew trwm → Gludedd uchel → Re Is

Efallai bod gan yr olew trwm broffil cyflymder llawer mwy amlwg oherwydd ei gludedd uwch.

Felly, gall yr un mesurydd llif uwchsonig ymddwyn yn wahanol wrth fesur gwahanol hylifau, hyd yn oed os yw diamedr y bibell a chyflymder y llif yn debyg.

8. Pam Mae Hyd Pibell Syth yn Gysylltiedig â Rhif Reynolds?

Mae rhif Reynolds hefyd yn helpu i esbonio pam mae hyd pibell syth digonol yn bwysig.

Ar ôl penelin, falf, lleihäwr, neu ffitiad arall, gall proffil y llif gael ei aflonyddu.

Mae angen digon o bellter ar y llif i ddatblygu tuag at broffil mwy sefydlog.

Mae'r broses ddatblygu yn dibynnu ar ffactorau gan gynnwys:

• rhif Reynolds
• Diamedr y bibell
• Garwedd pibell
• Math o aflonyddwch
• Cyflymder llif

Os yw'r mesurydd llif uwchsonig wedi'i osod yn rhy agos at aflonyddwch i fyny'r afon, gall y cyflymder acwstig a fesurir gael ei ddylanwadu'n gryf gan broffil cyflymder anghymesur neu droellog.

Gall hyn gyflwyno gwallau mesur.

Dyna pam y gallai canllaw gosod nodweddiadol ar gyfer mesurydd llif uwchsonig argymell:

Pibell syth i fyny'r afon ≥ 10D

Pibell syth i lawr yr afon ≥ 5D

bleD yw diamedr mewnol y bibell.

9. A yw Rhif Reynolds Uwch bob amser yn golygu Cywirdeb Gwell?

Nid o reidrwydd.

Mae rhif Reynolds uwch fel arfer yn dynodi llif mwy cythryblus, ond mae cywirdeb mesur yn dibynnu ar lawer o ffactorau eraill.

Mae'r rhain yn cynnwys:

• Proffil llif
• Gosod trawsddygiadur
• Cyflwr y bibell
• Hyd pibell syth
• Ansawdd y signal
• Ffurfweddiad llwybr acwstig
• Priodweddau hylif
• Calibradiad mesurydd

Felly, dylid ystyried rhif Reynolds yn bwysig.paramedr cyflwr llif, yn hytrach na dangosydd uniongyrchol o gywirdeb y mesurydd llif.

10. Pam Mae Mesuryddion Llif Ultrasonic Aml-Llwybr yn Llai Sensitif i Broffil Llif?

Dyma un o fanteision pwysig mesur llif uwchsonig aml-lwybr.

Mae llwybr acwstig sengl yn samplu'r cyflymder ar hyd rhanbarth cyfyngedig o'r bibell.

Mae mesurydd llif aml-lwybr yn defnyddio sawl llwybr acwstig mewn gwahanol safleoedd.

Yn gysyniadol:

Llwybr Sengl

→ Mesur cyflymder ar hyd un llwybr acwstig

Llwybr Aml

→ Yn samplu sawl rhanbarth o'r bibell

Gall yr offeryn ddefnyddio'r mesuriadau hyn i gael cynrychiolaeth well o'r dosbarthiad cyflymder cyffredinol.

Felly, mae mesuryddion llif uwchsonig aml-lwybr yn aml yn cael eu ffafrio ar gyfer cymwysiadau lle:

• Mae'r proffil llif yn gymhleth
• Mae angen cywirdeb uchel
• Mae diamedr y bibell yn fawr
• Mae aflonyddwch llif yn anodd ei osgoi

Mae'r rhif Reynolds yn effeithio ar fesur llif uwchsonig oherwydd ei fod yn dylanwadu ar ycyfundrefn llif a phroffil cyflymder y tu mewn i'r bibell.

Y berthynas sylfaenol yw:

Re = ρVD / μ

Wrth i rif Reynolds newid, gall y llif drawsnewid rhwng cyfundrefnau laminar, trawsnewidiol, a chythryblus. Mae hyn yn newid dosbarthiad y cyflymder ar draws y bibell ac felly'n effeithio ar y berthynas rhwng y cyflymder a fesurir ar hyd y llwybr acwstig uwchsonig a chyflymder cyfartalog gwirioneddol y llif.

Ar gyfer mesur llif uwchsonig ymarferol, dylid ystyried rhif Reynolds ynghyd â:

Cyflymder llif + Gludedd hylif + Diamedr pibell + Proffil llif + Hyd pibell syth + Ffurfweddiad llwybr acwstig

Mae deall rhif Reynolds yn helpu peirianwyr i werthuso'n wellamodau llif, gosod synwyryddion, ansicrwydd mesur, ac addasrwydd mesurydd llif uwchsonig ar gyfer cymhwysiad penodol.