TheReynolds zenbakia (Re)fluidoen mekanikan dimentsio gabeko parametro garrantzitsuenetako bat da. Honen arteko erlazioa deskribatzen laguntzen duinertzia-indarrak eta indar biskosoakfluido batean eta normalean fluxua den ala ez zehazteko erabiltzen dalaminarra, trantsizionala edo turbulentoa.

Ultrasoinuen emaria neurtzeko, Reynolds zenbakia garrantzitsua da, fluxu-erregimenak zuzenean eragiten baitu.hodiaren barruko abiadura-profilaUltrasoinu-emari-neurgailu batek fluidoaren abiadura neurtzen duenez bide akustiko batean zehar eta informazio hori erabiltzen duenez batez besteko fluxu-abiadura zehazteko, abiadura-profilaren aldaketek neurketaren zehaztasunean eragina izan dezakete.

1. Zer da Reynolds zenbakia?

Hodi baten barruko fluxuarentzat, Reynolds zenbakia honela adieraz daiteke:

Re = ρVD / μ

edo:

Re = VD / ν

non:

• Re= Reynolds zenbakia
• ρ= fluidoaren dentsitatea
• V= batez besteko fluxu-abiadura
• D= hodiaren barne diametroa
• μ= biskositate dinamikoa
• ν= biskositate zinematikoa

Reynolds zenbakia dimentsiogabea da.

Oro har, hodi zirkular bateko fluxuarentzat:

• Gutxi gorabehera 2.300→ Fluxu laminarra
• Re ≈ 2.300–4.000→ Trantsizio-fluxua
• Gutxi gorabehera 4.000→ Fluxu turbulentoa

Balio hauek jarraibide orokorrak dira, eta ez muga absolutuak, benetako fluxu-baldintzak alda daitezkeelako hodiaren geometriaren eta asalduraren arabera.

2. Zein da fluxu laminarraren eta turbulentoaren arteko aldea?

Desberdintasun nagusia abiadura hodian zehar banatzen den modua da.

Fluxu laminarra

Fluxu laminarrean, fluidoa geruza nahiko ordenatuetan mugitzen da.

Abiadura-profila normalean nabarmenagoa da, honela:

• Abiadura txikiagoa hodiaren hormaren ondoan
• Abiadura handiagoa erdigunerantz
• Abiadura-profil paraboliko nahiko aurreikusgarria

Irudikapen sinplifikatua hau da:

Horma → Abiadura Txikia → Abiadura Handia → Abiadura Txikia → Horma

Fluxu turbulentoa

Fluxu turbulentoan, fluidoen mugimendua askoz irregularragoa da.

Eskala txikiko gorabeherak eta nahasketak abiadura-profila laua izatea eragiten dute fluxu laminarrarekin alderatuta.

Horrek esan nahi du hodiaren gaineko abiadura-banaketa Reynolds zenbakiarekin nabarmen aldatzen dela.

3. Zergatik da garrantzitsua hau ultrasoinuen emari-neurgailu batentzat?

Ultrasoinuzko emari-neurgailu batek ez du zuzenean neurtzen hoditik igarotzen den likidoaren bolumen osoa.

Horren ordez, neurtzen dulikidoaren abiadura.eta ondoren, bolumen-emaria kalkulatzen du.

Forma sinplifikatuan:

Q = V × A

non:

• Q= emari bolumetrikoa
• V= batez besteko fluxu-abiadura
• A= hodiaren zeharkako sekzioaren azalera

Arazoa da ultrasoinu-bide akustiko batean zehar neurtutako abiadura ez dela hodi osoko batez besteko abiaduraren berdina izango.

Beraz, tresnak neurtutako abiadura akustikoaren eta benetako batez besteko fluxu-abiaduraren arteko erlazioa kontuan hartu behar du.

Erlazio hau abiadura-profilak eragin handia du.

4. Nola aldatzen du Reynolds zenbakiak abiadura-profila?

Kontuan hartu bi kasu.

Reynolds zenbaki baxua

Re baxuan, fluxua laminarra izan daiteke.

Abiadura-profila oso kurbatua da:

Erdiko abiadura > Batez besteko abiadura > Horma ondoko abiadura

Ultrasoinuen bide akustikoa hodiaren eskualde jakin batetik igarotzen bada, neurtutako abiadura nabarmen desberdina izan daiteke zeharkako batez besteko abiaduratik.

Reynolds zenbaki altua

Re altuagoetan, fluxua turbulento bihurtzen da.

Nahasketak abiadura-profil laua sortzeko joera du, nahiz eta abiadura oraindik ere hodiaren hormarantz gutxitzen den.

Beraz, bide akustikoaren abiadurak erlazio desberdina izan dezake hodiaren batez besteko abiadurarekin.

Hori da ultrasoinu bidezko emari-neurgailu batek ezin duen suposatu neurtutako abiadura-balio bati beti batez besteko fluxu-abiadura berari dagokiola.

5. Reynolds zenbakia eta trantsizio-denbora ultrasoinuzko emari-neurgailuak

Trantsizio-denboraren ultrasoinu-emari-neurgailu batean, tresnak goranzko eta beheranzko ultrasoinu-trantsizio-denboraren arteko aldea neurtzen du.

Oinarrizko erlazioa honela sinplifikatu daiteke:

Fluxu-abiadura ∝ Trantsizio-denboraren aldea

Neurtutako abiadura ultrasoinuen bide akustikoaren abiadura-osagaiarekin lotuta dago.

Hala ere, benetako bolumen-emaria honen araberakoa dahodi osoko zeharkako abiadura batez beste.

Beraz, tresnak neurtutako abiadura akustikoa batez besteko fluxu-abiadurarekin erlazionatu behar du.

Harreman hau honako hauek eragin dezakete:

• Reynolds zenbakia
• Bide akustikoaren kokapena
• Bide akustikoen kopurua
• Fluxu-profila
• Hodiaren diametroa
• Fluxu-asaldurak

6. Zergatik da efektua garrantzitsuagoa emari txikietan?

Harrezkero:

Re = ρVD / μ

fluxuaren abiadura gutxitzen denean, Reynolds zenbakia ere gutxitzen da.

Adibidez, emari handiko sistema batek fluxu turbulentoa guztiz garatua izan dezake, eta emari oso txikiko sistema berak, berriz, trantsizio-erregimenera edo erregimen laminarrera hurbildu daiteke.

Beraz, abiadura-profila nabarmen alda daiteke emari-tasa aldatzen den heinean.

Horrek esan nahi du honako hauen arteko erlazioa:

Bide akustikoaren abiadura

eta

Hodiaren batez besteko abiadura

ere alda daiteke.

Ultrasoinu bidezko emari-neurgailu batzuentzat, hau kontuan hartu beharreko gauza garrantzitsua izan daiteke emari-tasa oso baxuak edo likido biskositate handikoak neurtzerakoan.

7. Zergatik da garrantzitsua fluidoen biskositatea?

Reynolds zenbakia biskositatearekiko alderantzizko erlazioa du:

Re = ρVD / μ

Biskositatea handitzen bada, Reynolds zenbakia txikitzen da hodiaren diametro, dentsitate eta fluxu-abiadura berdinetarako.

Adibidez, demagun bi likido abiadura berean hodi beretik doazela:

Ura → Biskositate baxua → Erreferentzia handiagoa

Petrolio astuna → Biskositate handia → Erreferentzia txikiagoa

Petrolio astunak abiadura-profil askoz nabarmenagoa izan dezake, biskositate handiagoa duelako.

Beraz, ultrasoinu bidezko emari-neurgailu berak modu desberdinean joka dezake likido desberdinak neurtzean, hodiaren diametroa eta fluxu-abiadura antzekoak izan arren.

8. Zergatik dago hodi zuzenaren luzera Reynolds zenbakiarekin erlazionatuta?

Reynolds zenbakiak ere azaltzen du zergatik den garrantzitsua hodi zuzenaren luzera nahikoa izatea.

Ukondo, balbula, murriztaile edo bestelako konexio baten ondoren, fluxu-profila asaldatu egin daiteke.

Fluxuak nahikoa distantzia behar du profil egonkorrago baterantz garatzeko.

Garapen prozesua faktore hauen araberakoa da, besteak beste:

• Reynolds zenbakia
• Hodiaren diametroa
• Hodiaren zimurtasuna
• Nahasmendu mota
• Fluxuaren abiadura

Ultrasoinuen emari-neurgailua goranzko asaldura batetik gertuegi instalatzen bada, neurtutako abiadura akustikoa abiadura-profil asimetriko edo biraka batek eragin handia izan dezake.

Honek neurketa-erroreak sar ditzake.

Horregatik, ultrasoinu-emari-neurgailu baten instalazio-jarraibide tipiko batek gomenda dezake:

Goiko hodi zuzena ≥ 10D

Beheko hodi zuzena ≥ 5D

nonD hodiaren barne diametroa da.

9. Reynolds zenbaki altuago batek zehaztasun hobea esan nahi al du beti?

Ez nahitaez.

Reynolds zenbaki altuago batek, oro har, fluxu turbulentoagoa adierazten du, baina neurketaren zehaztasuna beste faktore askoren araberakoa da.

Hauek barne hartzen dituzte:

• Fluxu-profila
• Transduktorearen instalazioa
• Hodiaren egoera
• Hodi zuzenaren luzera
• Seinalearen kalitatea
• Bide akustikoaren konfigurazioa
• Fluidoen propietateak
• Neurgailuaren kalibrazioa

Beraz, Reynolds zenbakia garrantzitsutzat hartu behar dafluxu-baldintzaren parametroa, emari-neurgailuaren zehaztasunaren adierazle zuzen bat baino.

10. Zergatik dira bide anitzeko ultrasoinuzko emari-neurgailuak fluxu-profilarekiko sentikortasun gutxiagokoak?

Hau da bide anitzeko ultrasoinuen emaria neurtzearen abantaila garrantzitsuenetako bat.

Bide akustiko bakar batek hodiaren eskualde mugatu batean zeharreko abiadura lagintzen du.

Bide anitzeko emari-neurgailu batek hainbat bide akustiko erabiltzen ditu posizio desberdinetan.

Kontzeptualki:

Bide bakarra

→ Abiadura neurtzen du bide akustiko batean zehar

Bide anitzekoa

→ Hodiaren hainbat eskualde lagintzen ditu

Tresnak neurketa hauek erabil ditzake abiadura-banaketa orokorraren irudikapen hobea lortzeko.

Beraz, bide anitzeko ultrasoinu-emari-neurgailuak askotan nahiago dira aplikazioetarako:

• Fluxu-profila konplexua da
• Zehaztasun handia behar da
• Hodiaren diametroa handia da
• Fluxu-nahasmenduak saihestea zaila da

Reynolds zenbakiak ultrasoinuen emari-neurketan eragina du, eragina baituhodiaren barruko fluxu-erregimena eta abiadura-profila.

Oinarrizko erlazioa hau da:

Re = ρVD / μ

Reynolds zenbakia aldatzen den heinean, fluxua erregimen laminar, trantsizionale eta turbulenteen artean alda daiteke. Horrek hodiaren zeharreko abiaduraren banaketa aldatzen du eta, beraz, ultrasoinu-bide akustikoan zehar neurtutako abiaduraren eta benetako batez besteko fluxu-abiaduraren arteko erlazioan eragiten du.

Ultrasoinu bidezko emaria neurtzeko modu praktikoan, Reynolds zenbakia kontuan hartu behar da honako hauekin batera:

Fluidoaren abiadura + Fluidoaren biskositatea + Hodiaren diametroa + Fluidoaren profila + Hodi zuzenaren luzera + Bide akustikoaren konfigurazioa

Reynolds zenbakia ulertzeak ingeniariei hobeto ebaluatzen laguntzen diefluxu-baldintzak, sentsoreen instalazioa, neurketaren ziurgabetasuna eta aplikazio jakin baterako ultrasoinu-emari-neurgailu baten egokitasuna.