दरेनोल्ड्स नम्बर (Re)तरल पदार्थ मेकानिक्समा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण आयामविहीन प्यारामिटरहरू मध्ये एक हो। यसले बीचको सम्बन्ध वर्णन गर्न मद्दत गर्दछजडत्वीय बल र चिपचिपा बलबग्ने तरल पदार्थमा र सामान्यतया प्रवाह छ कि छैन भनेर निर्धारण गर्न प्रयोग गरिन्छलामिनार, संक्रमणकालीन, वा अशान्त.

अल्ट्रासोनिक प्रवाह मापनको लागि, रेनोल्ड्स नम्बर महत्त्वपूर्ण छ किनभने प्रवाह व्यवस्थाले प्रत्यक्ष रूपमा असर गर्छपाइप भित्रको वेग प्रोफाइल। अल्ट्रासोनिक फ्लो मिटरले ध्वनिक मार्गमा तरल पदार्थको वेग मापन गर्ने र औसत प्रवाह वेग निर्धारण गर्न त्यो जानकारी प्रयोग गर्ने भएकोले, वेग प्रोफाइलमा हुने परिवर्तनहरूले मापन शुद्धतालाई असर गर्न सक्छ।

१. रेनोल्ड्स नम्बर के हो?

पाइप भित्रको प्रवाहको लागि, रेनोल्ड्स नम्बरलाई यसरी व्यक्त गर्न सकिन्छ:

पुन = ρVD / μ

वा:

पुन = VD / ν

कहाँ:

• Re= रेनोल्ड्स नम्बर
• ρ= तरल पदार्थको घनत्व
• V= औसत प्रवाह वेग
• D= पाइप भित्रको व्यास
• μ= गतिशील चिपचिपाहट
• ν= गतिज चिपचिपाहट

रेनोल्ड्स नम्बर आयामहीन छ।

सामान्यतया, गोलाकार पाइपमा प्रवाहको लागि:

• लगभग < २,३००→ लामिनार प्रवाह
• पुनः ≈ २,३००–४,०००→ संक्रमणकालीन प्रवाह
• लगभग ४,००० भन्दा बढी→ अशान्त प्रवाह

यी मानहरू निरपेक्ष सीमाहरूको सट्टा सामान्य दिशानिर्देशहरू हुन्, किनभने वास्तविक प्रवाह अवस्थाहरू पाइप ज्यामिति र गडबडीको आधारमा फरक हुन सक्छन्।

२. लामिनार र टर्बुलेन्ट फ्लो बीच के भिन्नता छ?

मुख्य भिन्नता भनेको पाइपभरि वेग कसरी वितरण गरिन्छ भन्ने हो।

लामिनार प्रवाह

ल्यामिनार प्रवाहमा, तरल पदार्थ अपेक्षाकृत व्यवस्थित तहहरूमा सर्छ।

वेग प्रोफाइल सामान्यतया बढी स्पष्ट हुन्छ, जसमा:

• पाइप भित्ता नजिकै कम वेग
• केन्द्र तर्फ उच्च गति
• अपेक्षाकृत अनुमानित प्याराबोलिक वेग प्रोफाइल

सरलीकृत प्रतिनिधित्व यस्तो छ:

भित्ता → कम गति → उच्च गति → कम गति → भित्ता

अशान्त प्रवाह

अशान्त प्रवाहमा, तरल पदार्थको गति धेरै अनियमित हुन्छ।

सानो स्तरको उतारचढाव र मिश्रणले ल्यामिनार प्रवाहको तुलनामा वेग प्रोफाइललाई सपाट बनाउँछ।

यसको अर्थ रेनोल्ड्स नम्बरसँगै पाइपभरि वेग वितरणमा उल्लेखनीय परिवर्तन हुन्छ।

३. अल्ट्रासोनिक फ्लो मिटरको लागि यो किन महत्त्वपूर्ण छ?

अल्ट्रासोनिक फ्लो मिटरले पाइपबाट गुज्रने तरल पदार्थको कुल आयतन सिधै मापन गर्दैन।

बरु, यसले मापन गर्दछतरल पदार्थको गतिर त्यसपछि भोल्युमेट्रिक प्रवाह दर गणना गर्दछ।

सरलीकृत रूपमा:

Q = V × A

कहाँ:

• Q= आयतन प्रवाह दर
• V= औसत प्रवाह वेग
• A= पाइप क्रस-सेक्शनल क्षेत्र

चुनौती यो हो कि अल्ट्रासोनिक ध्वनिक मार्गमा मापन गरिएको वेग सम्पूर्ण पाइपको औसत वेगसँग ठ्याक्कै बराबर नहुन सक्छ।

त्यसकारण, उपकरणले मापन गरिएको ध्वनिक वेग र वास्तविक औसत प्रवाह वेग बीचको सम्बन्धको हिसाब राख्नुपर्छ।

यो सम्बन्ध वेग प्रोफाइलबाट धेरै प्रभावित छ।

४. रेनोल्ड्स नम्बरले वेग प्रोफाइल कसरी परिवर्तन गर्छ?

दुईवटा घटना विचार गर्नुहोस्।

कम रेनोल्ड्स नम्बर

कम Re मा, प्रवाह ल्यामिनार हुन सक्छ।

वेग प्रोफाइल कडा रूपमा घुमाइएको छ:

केन्द्र वेग > औसत वेग > नजिकको पर्खाल वेग

यदि अल्ट्रासोनिक ध्वनिक मार्ग पाइपको एक विशेष क्षेत्रबाट गुज्रन्छ भने, मापन गरिएको वेग क्रस-सेक्शनल औसत वेग भन्दा धेरै फरक हुन सक्छ।

उच्च रेनल्ड्स नम्बर

उच्च Re मा, प्रवाह अशान्त हुन्छ।

मिश्रणले एक समतल वेग प्रोफाइल उत्पादन गर्छ, यद्यपि वेग अझै पनि पाइप भित्ता तिर घट्छ।

त्यसैले ध्वनिक-मार्ग वेगको औसत पाइप वेगसँग फरक सम्बन्ध हुन सक्छ।

यो एउटा कारण हो किन अल्ट्रासोनिक फ्लो मिटरले केवल मान्न सक्दैन कि एउटा मापन गरिएको वेग मान सधैं एउटै औसत प्रवाह वेगसँग मेल खान्छ।

५. रेनोल्ड्स नम्बर र ट्रान्जिट-टाइम अल्ट्रासोनिक फ्लो मिटरहरू

ट्रान्जिट-टाइम अल्ट्रासोनिक फ्लो मिटरको लागि, उपकरणले अपस्ट्रीम र डाउनस्ट्रीम अल्ट्रासोनिक ट्रान्जिट समय बीचको भिन्नता मापन गर्दछ।

आधारभूत सम्बन्धलाई यसरी सरलीकृत गर्न सकिन्छ:

प्रवाह वेग ∝ पारगमन-समय भिन्नता

मापन गरिएको वेग अल्ट्रासोनिक ध्वनिक मार्गमा रहेको वेग घटकसँग सम्बन्धित छ।

यद्यपि, वास्तविक भोल्युमेट्रिक प्रवाह दर मा निर्भर गर्दछसम्पूर्ण पाइप क्रस-सेक्शनमा औसत वेग.

त्यसकारण, उपकरणले मापन गरिएको ध्वनिक वेगलाई औसत प्रवाह वेगसँग सम्बन्धित गर्नुपर्छ।

यो सम्बन्ध निम्न कुराहरूले प्रभावित हुन सक्छ:

• रेनोल्ड्स नम्बर
• ध्वनिक मार्ग स्थान
• ध्वनिक मार्गहरूको संख्या
• फ्लो प्रोफाइल
• पाइपको व्यास
• प्रवाहमा अवरोधहरू

६. कम प्रवाह दरमा प्रभाव किन बढी महत्त्वपूर्ण हुन्छ?

देखि:

पुन = ρVD / μ

जब प्रवाह वेग घट्छ, रेनोल्ड्स संख्या पनि घट्छ।

उदाहरणका लागि, उच्च प्रवाह दरमा सञ्चालन हुने प्रणालीले पूर्ण रूपमा अशान्त प्रवाह विकास गरेको हुन सक्छ, जबकि धेरै कम प्रवाह दरमा सञ्चालन हुने उही प्रणालीले संक्रमणकालीन वा ल्यामिनार शासनमा पुग्न सक्छ।

त्यसैले प्रवाह दर परिवर्तन हुँदा वेग प्रोफाइल उल्लेखनीय रूपमा परिवर्तन हुन सक्छ।

यसको अर्थ निम्न बीचको सम्बन्ध हो:

ध्वनिक-मार्ग वेग

र

औसत पाइप वेग

परिवर्तन पनि हुन सक्छ।

केही अल्ट्रासोनिक फ्लो मिटरहरूको लागि, धेरै कम प्रवाह दर वा अत्यधिक चिपचिपा तरल पदार्थहरू मापन गर्दा यो महत्त्वपूर्ण विचार बन्न सक्छ।

७. तरल चिपचिपापन किन महत्त्वपूर्ण छ?

रेनोल्ड्स नम्बर चिपचिपापनसँग विपरीत रूपमा सम्बन्धित छ:

पुन = ρVD / μ

यदि चिपचिपापन बढ्यो भने, समान पाइप व्यास, घनत्व र प्रवाह वेगको लागि रेनोल्ड्स संख्या घट्छ।

उदाहरणका लागि, एउटै पाइपबाट एउटै गतिमा बग्ने दुई तरल पदार्थहरूलाई विचार गर्नुहोस्:

पानी → कम चिपचिपाहट → उच्च Re

भारी तेल → उच्च चिपचिपाहट → कम Re

भारी तेलको चिपचिपाहट उच्च हुने भएकाले यसको वेग प्रोफाइल धेरै स्पष्ट हुन सक्छ।

त्यसकारण, पाइपको व्यास र प्रवाह गति समान भए पनि, फरक तरल पदार्थहरू मापन गर्दा एउटै अल्ट्रासोनिक फ्लो मिटरले फरक व्यवहार गर्न सक्छ।

८. किन सीधा पाइपको लम्बाइ रेनोल्ड्स नम्बरसँग सम्बन्धित छ?

रेनोल्ड्स नम्बरले पर्याप्त सीधा पाइप लम्बाइ किन महत्त्वपूर्ण छ भनेर व्याख्या गर्न पनि मद्दत गर्दछ।

कुहिनो, भल्भ, रिड्यूसर, वा अन्य फिटिंग पछि, प्रवाह प्रोफाइल गडबड हुन सक्छ।

प्रवाहलाई अझ स्थिर प्रोफाइल तर्फ विकास गर्न पर्याप्त दूरी चाहिन्छ।

विकास प्रक्रिया निम्न कारकहरूमा निर्भर गर्दछ:

• रेनोल्ड्स नम्बर
• पाइपको व्यास
• पाइपको खस्रोपन
• अशान्तिको प्रकार
• प्रवाहको वेग

यदि अल्ट्रासोनिक फ्लो मिटर अपस्ट्रीम डिस्टर्बन्सको धेरै नजिक स्थापित गरिएको छ भने, मापन गरिएको ध्वनिक वेग असममित वा घुम्ने वेग प्रोफाइलबाट कडा रूपमा प्रभावित हुन सक्छ।

यसले मापन त्रुटिहरू ल्याउन सक्छ।

त्यसैले अल्ट्रासोनिक फ्लो मिटरको लागि सामान्य स्थापना दिशानिर्देशले सिफारिस गर्न सक्छ:

माथिल्लो भागको सिधा पाइप ≥ १०D

डाउनस्ट्रीम सिधा पाइप ≥ 5D

कहाँD भनेको पाइपको भित्री व्यास हो।.

के उच्च रेनोल्ड्स नम्बरको अर्थ सधैं राम्रो शुद्धता हो?

जरूरी छैन।

उच्च रेनोल्ड्स संख्याले सामान्यतया बढी अशान्त प्रवाहलाई संकेत गर्छ, तर मापन शुद्धता धेरै अन्य कारकहरूमा निर्भर गर्दछ।

यसमा समावेश छन्:

• फ्लो प्रोफाइल
• ट्रान्सड्यूसर स्थापना
• पाइपको अवस्था
• सीधा पाइप लम्बाइ
• सिग्नलको गुणस्तर
• ध्वनिक मार्ग कन्फिगरेसन
• तरल पदार्थको गुण
• मिटर क्यालिब्रेसन

त्यसकारण, रेनोल्ड्स नम्बरलाई महत्त्वपूर्ण मान्नु पर्छप्रवाह-अवस्था प्यारामिटर, फ्लो मिटर शुद्धताको प्रत्यक्ष सूचकको सट्टा।

१०. बहु-मार्ग अल्ट्रासोनिक फ्लो मिटरहरू प्रवाह प्रोफाइलप्रति किन कम संवेदनशील हुन्छन्?

यो बहु-मार्ग अल्ट्रासोनिक प्रवाह मापनको एक महत्त्वपूर्ण फाइदा हो।

एउटा ध्वनिक मार्गले पाइपको सीमित क्षेत्रसँगै वेगको नमूना लिन्छ।

बहु-मार्ग प्रवाह मिटरले विभिन्न स्थानहरूमा धेरै ध्वनिक मार्गहरू प्रयोग गर्दछ।

अवधारणात्मक रूपमा:

एकल मार्ग

→ एउटा ध्वनिक मार्गमा वेग नाप्छ

बहु-मार्ग

→ पाइपको धेरै क्षेत्रहरूको नमूना लिन्छ

समग्र वेग वितरणको राम्रो प्रतिनिधित्व प्राप्त गर्न उपकरणले यी मापनहरू प्रयोग गर्न सक्छ।

त्यसकारण, बहु-मार्ग अल्ट्रासोनिक फ्लो मिटरहरू प्रायः अनुप्रयोगहरूको लागि रुचाइन्छ जहाँ:

• प्रवाह प्रोफाइल जटिल छ
• उच्च शुद्धता आवश्यक छ
• पाइपको व्यास ठूलो छ
• प्रवाह अवरोधहरूबाट बच्न गाह्रो छ

रेनोल्ड्स नम्बरले अल्ट्रासोनिक प्रवाह मापनलाई असर गर्छ किनभने यसले प्रभाव पार्छपाइप भित्रको प्रवाह व्यवस्था र वेग प्रोफाइल.

आधारभूत सम्बन्ध यो हो:

पुन = ρVD / μ

रेनोल्ड्सको संख्या परिवर्तन हुँदै जाँदा, प्रवाह ल्यामिनार, संक्रमणकालीन र अशान्त शासनहरू बीच संक्रमण हुन सक्छ। यसले पाइपमा वेग वितरण परिवर्तन गर्दछ र त्यसैले अल्ट्रासोनिक ध्वनिक मार्गमा मापन गरिएको वेग र वास्तविक औसत प्रवाह वेग बीचको सम्बन्धलाई असर गर्छ।

व्यावहारिक अल्ट्रासोनिक प्रवाह मापनको लागि, रेनोल्ड्स नम्बरलाई निम्नसँग सँगै विचार गर्नुपर्छ:

प्रवाह वेग + तरल पदार्थको चिपचिपाहट + पाइप व्यास + प्रवाह प्रोफाइल + सीधा पाइप लम्बाइ + ध्वनिक मार्ग कन्फिगरेसन

रेनोल्ड्स नम्बर बुझ्नाले इन्जिनियरहरूलाई राम्रोसँग मूल्याङ्कन गर्न मद्दत गर्छप्रवाह अवस्था, सेन्सर स्थापना, मापन अनिश्चितता, र एक विशेष अनुप्रयोगको लागि अल्ट्रासोनिक प्रवाह मिटरको उपयुक्तता.