የየሬይኖልድስ ቁጥር (Re)በፈሳሽ ሜካኒክስ ውስጥ ካሉት በጣም አስፈላጊ ልኬት-አልባ መለኪያዎች አንዱ ነው። በሁለቱ መካከል ያለውን ግንኙነት ለመግለጽ ይረዳልኢነርቲያል ኃይሎች እና ዝልግልግ ኃይሎችበሚፈስ ፈሳሽ ውስጥ የሚገኝ ሲሆን ፍሰቱ ፍሰቱ መሆኑን ወይም አለመሆኑን ለማወቅ በተለምዶ ጥቅም ላይ ይውላልላሚናር፣ ሽግግር ወይም ሁከት የበዛበት.

ለአልትራሳውንድ ፍሰት መለኪያ፣ የሬይኖልድስ ቁጥር አስፈላጊ ነው ምክንያቱም የፍሰት ስርዓቱ በቀጥታ ይነካልበቧንቧው ውስጥ የፍጥነት መገለጫየአልትራሳውንድ ፍሰት ሜትር በአኮስቲክ መንገድ ላይ ያለውን የፈሳሽ ፍጥነት ስለሚለካ እና አማካይ የፍሰት ፍጥነትን ለመወሰን ያንን መረጃ ስለሚጠቀም፣ የፍጥነት መገለጫው ላይ የሚደረጉ ለውጦች የመለኪያ ትክክለኛነትን ሊነኩ ይችላሉ።

1. የሬይኖልድስ ቁጥር ስንት ነው?

በቧንቧ ውስጥ ለሚፈጠር ፍሰት፣ የሬይኖልድስ ቁጥር እንደሚከተለው ሊገለጽ ይችላል፡

Re = ρVD / μ

ወይም፦

ሬ = VD / ν

የት፡

• Re= የሬይኖልድስ ቁጥር
• ρ= የፈሳሽ ጥግግት
• V= አማካይ የፍሰት ፍጥነት
• D= የቧንቧው ውስጣዊ ዲያሜትር
• μ= ተለዋዋጭ viscosity
• ν= የኪነማቲክ viscosity

የሬይኖልድስ ቁጥር ልኬት የለውም።

በአጠቃላይ፣ በክብ ቅርጽ ባለው ቱቦ ውስጥ ለሚፈጠር ፍሰት፦

• ሬ < በግምት 2,300→ የላሚናር ፍሰት
• ሬ ≈ 2,300–4,000→ የሽግግር ፍሰት
• ሪ > በግምት 4,000→ የተዛባ ፍሰት

እነዚህ እሴቶች ፍጹም ወሰኖች ከመሆን ይልቅ አጠቃላይ መመሪያዎች ናቸው፣ ምክንያቱም ትክክለኛው የፍሰት ሁኔታዎች እንደ ቧንቧ ጂኦሜትሪ እና ረብሻዎች ሊለያዩ ይችላሉ።

2. በላሚናር እና በተዘበራረቀ ፍሰት መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?

ዋናው ልዩነት ፍጥነቱ በቧንቧው ውስጥ የሚሰራጭበት መንገድ ነው።

ላሚናር ፍሰት

በላሚናር ፍሰት ውስጥ፣ ፈሳሽ በአንጻራዊ ሁኔታ በተስተካከለ ንብርብሮች ይንቀሳቀሳል።

የፍጥነት መገለጫው በተለምዶ የበለጠ ጎልቶ ይታያል፣ ከሚከተሉት ጋር፦

• በቧንቧ ግድግዳ አቅራቢያ ዝቅተኛ ፍጥነት
• ወደ መሃል የሚወስደው ከፍተኛ ፍጥነት
• በአንጻራዊ ሁኔታ ሊገመት የሚችል የፓራቦሊክ ፍጥነት መገለጫ

ቀለል ያለ ውክልና የሚከተለው ነው፦

ግድግዳ → ዝቅተኛ ፍጥነት → ከፍተኛ ፍጥነት → ዝቅተኛ ፍጥነት → ግድግዳ

የተንቀጠቀጠ ፍሰት

በተለዋዋጭ ፍሰት ውስጥ፣ የፈሳሽ እንቅስቃሴ በጣም ያልተለመደ ነው።

አነስተኛ መጠን ያላቸው መለዋወጥ እና መቀላቀል የፍጥነት መገለጫው ከላሚናር ፍሰት ጋር ሲነጻጸር ጠፍጣፋ እንዲሆን ያደርጋል።

ይህ ማለት በቧንቧው ላይ ያለው የፍጥነት ስርጭት ከሬይኖልድስ ቁጥር ጋር በእጅጉ ይለወጣል ማለት ነው።

3. ይህ ለአልትራሳውንድ ፍሰት መለኪያ ለምን አስፈላጊ ነው?

የአልትራሳውንድ ፍሰት ሜትር በቧንቧው ውስጥ የሚያልፈውን አጠቃላይ የፈሳሽ መጠን በቀጥታ አይለካም።

በምትኩ፣ ይለካልየፈሳሽ ፍጥነትከዚያም የቮልሜትሪክ ፍሰት መጠን ያሰላል።

በቀላል ቅርፅ፡

Q = V × A

የት፡

• Q= የቮልሜትሪክ ፍሰት መጠን
• V= አማካይ የፍሰት ፍጥነት
• A= የቧንቧ መስቀለኛ ክፍል ስፋት

ተግዳሮቱ በአልትራሳውንድ አኮስቲክ መንገድ ላይ የሚለካው ፍጥነት በጠቅላላው የቧንቧ መስመር ላይ ካለው አማካይ ፍጥነት ጋር በትክክል እኩል ላይሆን ይችላል።

ስለዚህ፣ መሳሪያው በተለካው የአኮስቲክ ፍጥነት እና በእውነተኛው አማካይ የፍሰት ፍጥነት መካከል ያለውን ግንኙነት ግምት ውስጥ ማስገባት አለበት።

ይህ ግንኙነት በከፍተኛ ፍጥነት መገለጫ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል።

4. የሬይኖልድስ ቁጥር የፍጥነት መገለጫውን እንዴት ይለውጠዋል?

ሁለት ጉዳዮችን ተመልከት።

ዝቅተኛ የሬይኖልድስ ቁጥር

በዝቅተኛ Re ላይ፣ ፍሰቱ ላሚናር ሊሆን ይችላል።

የፍጥነት መገለጫው በጥብቅ የተጠማዘዘ ነው፡

የመሃል ፍጥነት > አማካይ ፍጥነት > የግድግዳ አቅራቢያ ፍጥነት

የአልትራሳውንድ አኮስቲክ መንገድ በቧንቧው የተወሰነ ክልል ውስጥ ካለፈ፣ የሚለካው ፍጥነት ከአማካይ መስቀለኛ ክፍል ፍጥነት በእጅጉ ሊለያይ ይችላል።

ከፍተኛ የሬይኖልድስ ቁጥር

በከፍተኛ ሬ ላይ፣ ፍሰቱ ሁከት ይፈጥራል።

መቀላቀል ፍጥነትን ወደ ቧንቧ ግድግዳ ቢቀንስም፣ ለስላሳ የፍጥነት መገለጫ ይፈጥራል።

ስለዚህ የአኮስቲክ መንገድ ፍጥነት ከአማካይ የቧንቧ ፍጥነት ጋር የተለየ ግንኙነት ሊኖረው ይችላል።

የአልትራሳውንድ ፍሰት ሜትር አንድ የሚለካ የፍጥነት እሴት ሁልጊዜ ከተመሳሳይ አማካይ የፍሰት ፍጥነት ጋር እንደሚመጣጠን በቀላሉ መገመት የማይችልበት አንዱ ምክንያት ይህ ነው።

5. የሬይኖልድስ ቁጥር እና የመጓጓዣ ጊዜ የአልትራሳውንድ ፍሰት መለኪያዎች

ለትራንስ-ታይም የአልትራሳውንድ ፍሰት መለኪያ፣ መሳሪያው ከላይ እና ከታች ባለው የአልትራሳውንድ ትራንዚት ጊዜ መካከል ያለውን ልዩነት ይለካል።

መሰረታዊ ግንኙነት እንደሚከተለው ሊቃለል ይችላል-

የፍሰት ፍጥነት ∝ የመጓጓዣ-ጊዜ ልዩነት

የተለካው ፍጥነት በአልትራሳውንድ አኮስቲክ መንገድ ላይ ካለው የፍጥነት ክፍል ጋር የተቆራኘ ነው።

ሆኖም ትክክለኛው የቮልሜትሪክ ፍሰት መጠን የሚወሰነው በበጠቅላላው የቧንቧ መስመር ክፍል ውስጥ አማካይ ፍጥነት.

ስለዚህ መሳሪያው የተለካውን የአኮስቲክ ፍጥነት ከአማካይ የፍሰት ፍጥነት ጋር ማዛመድ አለበት።

ይህ ግንኙነት በሚከተሉት ምክንያቶች ሊጎዳ ይችላል፦

• የሬይኖልድስ ቁጥር
• የአኮስቲክ መንገድ መገኛ ቦታ
• የአኮስቲክ መንገዶች ብዛት
• የፍሰት መገለጫ
• የቧንቧ ዲያሜትር
• የፍሰት መስተጓጎሎች

6. ዝቅተኛ የፍሰት መጠን ላይ ያለው ተጽእኖ የበለጠ አስፈላጊ የሆነው ለምንድን ነው?

ጀምሮ፡

Re = ρVD / μ

የፍሰት ፍጥነት ሲቀንስ የሬይኖልድስ ቁጥርም ይቀንሳል።

ለምሳሌ፣ በከፍተኛ የፍሰት መጠን የሚሰራ ስርዓት ሙሉ በሙሉ የተንቀጠቀጡ ፍሰቶች ሊኖሩት ይችላል፣ በተመሳሳይ ስርዓት ደግሞ በጣም ዝቅተኛ የፍሰት መጠን የሚሰራው የሽግግር ወይም የላሚናር ስርዓትን ሊቃኝ ይችላል።

ስለዚህ የፍጥነት መገለጫው ፍሰት መጠን ሲቀየር በከፍተኛ ሁኔታ ሊለወጥ ይችላል።

ይህ ማለት በሚከተሉት መካከል ያለው ግንኙነት ማለት ነው፡

የአኮስቲክ መንገድ ፍጥነት

እና

የቧንቧው አማካይ ፍጥነት

እንዲሁም ሊለወጥ ይችላል።

ለአንዳንድ የአልትራሳውንድ ፍሰት ሜትሮች፣ በጣም ዝቅተኛ የፍሰት መጠን ወይም በጣም ዝልግልግ ፈሳሾችን ሲለኩ ይህ አስፈላጊ ግምት ውስጥ መግባት ይችላል።

7. የፈሳሽ viscosity አስፈላጊ የሆነው ለምንድን ነው?

የሬይኖልድስ ቁጥር ከ viscosity ጋር በተገላቢጦሽ የተያያዘ ነው፡

Re = ρVD / μ

viscosity ከጨመረ፣ የሬይኖልድስ ቁጥር ለተመሳሳይ የቧንቧ ዲያሜትር፣ ጥግግት እና የፍሰት ፍጥነት ይቀንሳል።

ለምሳሌ፣ በአንድ ቱቦ ውስጥ በተመሳሳይ ፍጥነት የሚፈሱ ሁለት ፈሳሾችን እንመልከት፡

ውሃ → ዝቅተኛ viscosity → ከፍተኛ ሬ

ከባድ ዘይት → ከፍተኛ viscosity → ዝቅተኛ ሬ

ከባድ ዘይቱ ከፍተኛ viscosity ስላለው በጣም ግልጽ የሆነ የፍጥነት መገለጫ ሊኖረው ይችላል።

ስለዚህ፣ የቧንቧው ዲያሜትር እና የፍሰት ፍጥነት ተመሳሳይ ቢሆኑም፣ ተመሳሳይ የአልትራሳውንድ ፍሰት ሜትር የተለያዩ ፈሳሾችን ሲለኩ በተለየ መንገድ ሊሠራ ይችላል።

8. ቀጥተኛ የቧንቧ ርዝመት ከሬይኖልድስ ቁጥር ጋር ለምን ይዛመዳል?

የሬይኖልድስ ቁጥር በቂ የሆነ ቀጥ ያለ የቧንቧ ርዝመት ለምን አስፈላጊ እንደሆነ ለማብራራት ይረዳል።

ክርን፣ ቫልቭን፣ መቀነሻን ወይም ሌላ ተስማሚ ካደረጉ በኋላ የፍሰት መገለጫው ሊዛባ ይችላል።

ፍሰቱ ወደ ይበልጥ የተረጋጋ መገለጫ ለማደግ በቂ ርቀት ያስፈልገዋል።

የልማት ሂደቱ በሚከተሉት ምክንያቶች ላይ የተመሰረተ ነው:

• የሬይኖልድስ ቁጥር
• የቧንቧ ዲያሜትር
• የቧንቧ ሸካራነት
• የረብሻ አይነት
• የፍሰት ፍጥነት

የአልትራሳውንድ ፍሰት መለኪያው ወደ ላይኛው ጅረት መዛባት በጣም ቅርብ ከሆነ፣ የተለካው የአኮስቲክ ፍጥነት በአሲሜት-አልባ ወይም በሚሽከረከር የፍጥነት መገለጫ በእጅጉ ሊነካ ይችላል።

ይህ የመለኪያ ስህተቶችን ሊያመጣ ይችላል።

ለዚህም ነው ለአልትራሳውንድ ፍሰት ሜትር የተለመደው የመጫኛ መመሪያ የሚከተሉትን ሊመክር የሚችለው:

የላይኛው ቀጥ ያለ ቱቦ ≥ 10D

የታችኛው ቀጥተኛ ቱቦ ≥ 5D

የትዲ የቧንቧው ውስጣዊ ዲያሜትር ነው.

9. ከፍ ያለ የሬይኖልድስ ቁጥር ሁልጊዜ የተሻለ ትክክለኛነት ማለት ነው?

በግድ አይደለም።

ከፍ ያለ የሬይኖልድስ ቁጥር በአጠቃላይ የበለጠ ተለዋዋጭ ፍሰትን ያመለክታል፣ ነገር ግን የመለኪያ ትክክለኛነት በሌሎች በርካታ ምክንያቶች ላይ የተመሰረተ ነው።

እነዚህም የሚከተሉትን ያካትታሉ፦

• የፍሰት መገለጫ
• የትራንስዱሰር ጭነት
• የቧንቧ ሁኔታ
• የቧንቧው ቀጥ ያለ ርዝመት
• የሲግናል ጥራት
• የአኮስቲክ መንገድ ውቅር
• የፈሳሽ ባህሪያት
• የመለኪያ መለኪያ

ስለዚህ የሬይኖልድስ ቁጥር እንደ አስፈላጊ ነገር መታየት አለበትየፍሰት-ሁኔታ መለኪያየፍሰት መለኪያ ትክክለኛነት ቀጥተኛ አመልካች ከመሆን ይልቅ።

10. ባለብዙ መንገድ የአልትራሳውንድ ፍሰት መለኪያዎች ለፍሰት መገለጫ ብዙም ስሜታዊ ያልሆኑት ለምንድነው?

ይህ ባለብዙ መንገድ የአልትራሳውንድ ፍሰት መለኪያ ካሉት አስፈላጊ ጥቅሞች አንዱ ነው።

አንድ የአኮስቲክ መንገድ በተወሰነው የቧንቧ ክልል ውስጥ ያለውን ፍጥነት ይለካዋል።

ባለብዙ መንገድ ፍሰት ሜትር በተለያዩ ቦታዎች ላይ በርካታ የአኮስቲክ መንገዶችን ይጠቀማል።

በፅንሰ-ሀሳብ፡

ነጠላ መንገድ

→ በአንድ የአኮስቲክ መንገድ ላይ ፍጥነትን ይለካል

ባለብዙ መንገድ

→ የቧንቧውን በርካታ ክልሎች ናሙናዎች

መሳሪያው እነዚህን መለኪያዎች በመጠቀም አጠቃላይ የፍጥነት ስርጭትን የተሻለ ውክልና ማግኘት ይችላል።

ስለዚህ፣ ባለብዙ መንገድ የአልትራሳውንድ ፍሰት ሜትር ብዙውን ጊዜ በሚከተሉት ቦታዎች ላይ ለሚጠቀሙባቸው አፕሊኬሽኖች ይመረጣል፦

• የፍሰት መገለጫው ውስብስብ ነው
• ከፍተኛ ትክክለኛነት ያስፈልጋል
• የቧንቧው ዲያሜትር ትልቅ ነው
• የፍሰት መዛባቶችን ማስወገድ አስቸጋሪ ነው

የሬይኖልድስ ቁጥር የአልትራሳውንድ ፍሰት መለኪያን ይነካዋል ምክንያቱም ተጽዕኖ ያሳድራልበቧንቧው ውስጥ የፍሰት ስርዓት እና የፍጥነት መገለጫ.

መሰረታዊው ግንኙነት የሚከተለው ነው፡

Re = ρVD / μ

የሬይኖልድስ ቁጥር ሲቀየር፣ ፍሰቱ በላሚናር፣ በሽግግር እና በሁከት አገዛዞች መካከል ሊሸጋገር ይችላል። ይህ በቧንቧው ላይ ያለውን የፍጥነት ስርጭት ይለውጣል፣ ስለዚህም በአልትራሳውንድ አኮስቲክ መንገድ ላይ በሚለካው ፍጥነት እና በትክክለኛው አማካይ የፍሰት ፍጥነት መካከል ያለውን ግንኙነት ይነካል።

ለተግባራዊ የአልትራሳውንድ ፍሰት መለኪያ፣ የሬይኖልድስ ቁጥር ከሚከተሉት ጋር አብሮ መታየት አለበት፡

የፍሰት ፍጥነት + የፈሳሽ viscosity + የቧንቧ ዲያሜትር + የፍሰት መገለጫ + ቀጥ ያለ የቧንቧ ርዝመት + የአኮስቲክ መንገድ ውቅር

የሬይኖልድስ ቁጥርን መረዳት መሐንዲሶች የተሻለ ግምገማ እንዲያደርጉ ይረዳልየፍሰት ሁኔታዎች፣ የዳሳሽ ጭነት፣ የመለኪያ እርግጠኛ አለመሆን እና ለተወሰነ አተገባበር የአልትራሳውንድ ፍሰት ሜትር ተስማሚነት.