ньРейнольдсын тоо (Re)нь шингэний механикийн хамгийн чухал хэмжээсгүй параметрүүдийн нэг юм. Энэ нь хоорондын хамаарлыг тодорхойлоход тусалдаг.инерцийн хүч ба зуурамтгай хүчний хүчурсгалтай шингэнд байдаг бөгөөд урсгал байгаа эсэхийг тодорхойлоход түгээмэл хэрэглэгддэгламинар, шилжилтийн эсвэл турбулент.

Хэт авианы урсгалын хэмжилтийн хувьд Рейнольдсын тоо чухал ач холбогдолтой, учир нь урсгалын горим нь шууд нөлөөлдөгхоолойн доторх хурдны профайлХэт авианы урсгал хэмжигч нь акустик замын дагуух шингэний хурдыг хэмжиж, уг мэдээллийг ашиглан урсгалын дундаж хурдыг тодорхойлдог тул хурдны профайлын өөрчлөлт нь хэмжилтийн нарийвчлалд нөлөөлж болно.

1. Рейнольдсын тоо гэж юу вэ?

Хоолойн доторх урсгалын хувьд Рейнольдсын тоог дараах байдлаар илэрхийлж болно.

Re = ρVD / μ

эсвэл:

Re = VD / ν

хаана:

• Re= Рейнольдсын тоо
• ρ= шингэний нягтрал
• V= дундаж урсгалын хурд
• D= хоолойн дотоод диаметр
• μ= динамик зуурамтгай чанар
• ν= кинематик зуурамтгай чанар

Рейнольдсын тоо хэмжээсгүй.

Ерөнхийдөө дугуй хоолой дахь урсгалын хувьд:

• ойролцоогоор 2300→ Ламинар урсгал
• Дахин ≈ 2,300–4,000→ Шилжилтийн урсгал
• ойролцоогоор 4,000 орчим→ Хуйлралттай урсгал

Эдгээр утгууд нь үнэмлэхүй хил хязгаар гэхээсээ илүү ерөнхий удирдамж юм, учир нь бодит урсгалын нөхцөл байдал нь хоолойн геометр болон гажуудлаас хамааран өөр өөр байж болно.

2. Ламинар ба турбулент урсгалын хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?

Гол ялгаа нь хоолойн дагуу хурдыг хэрхэн хуваарилах явдал юм.

Ламинар урсгал

Ламинар урсгалд шингэн нь харьцангуй эмх цэгцтэй давхаргаар хөдөлдөг.

Хурдны профайл нь ихэвчлэн илүү тод илэрдэг бөгөөд дараахь байдлаар илэрдэг.

• Хоолойн хананы ойролцоо бага хурдтай
• Төв рүү чиглэсэн илүү өндөр хурд
• Харьцангуй урьдчилан таамаглах боломжтой параболик хурдны профайл

Хялбаршуулсан дүрслэл нь:

Хана → Бага хурд → Өндөр хурд → Бага хурд → Хана

Хуйлралттай урсгал

Турбулент урсгалд шингэний хөдөлгөөн илүү жигд бус байдаг.

Бага хэмжээний хэлбэлзэл ба холилдолт нь хурдны профайлыг ламинар урсгалтай харьцуулахад хавтгай болгодог.

Энэ нь хоолойн хурдны тархалт Рейнольдсын тооноос хамааран мэдэгдэхүйц өөрчлөгддөг гэсэн үг юм.

3. Энэ нь хэт авианы урсгал хэмжигчдэд яагаад чухал вэ?

Хэт авианы урсгал хэмжигч нь хоолойгоор дамжин өнгөрөх шингэний нийт эзэлхүүнийг шууд хэмждэггүй.

Үүний оронд энэ нь хэмждэгшингэний хурддараа нь эзлэхүүний урсгалын хурдыг тооцоолно.

Хялбаршуулсан хэлбэрээр:

Q = V × A

хаана:

• Q= эзэлхүүний урсгалын хурд
• V= дундаж урсгалын хурд
• A= хоолойн хөндлөн огтлолын талбай

Хэт авианы акустик замын дагуу хэмжсэн хурд нь бүхэл хоолойн дундаж хурдтай яг тэнцүү биш байж болох юм.

Тиймээс багаж нь хэмжсэн акустик хурд болон бодит дундаж урсгалын хурдны хоорондын хамаарлыг харгалзан үзэх ёстой.

Энэ хамаарал нь хурдны профайлаас ихээхэн хамаардаг.

4. Рейнольдсын тоо хурдны профайлыг хэрхэн өөрчилдөг вэ?

Хоёр тохиолдлыг авч үзье.

Бага Рейнольдсын тоо

Бага Re үед урсгал нь ламинар байж болно.

Хурдны профайл нь хүчтэй муруй байна:

Төвийн хурд > Дундаж хурд > Ханын ойролцоох хурд

Хэрэв хэт авианы акустик зам нь хоолойн тодорхой хэсгээр дамжин өнгөрвөл хэмжсэн хурд нь хөндлөн огтлолын дундаж хурдаас мэдэгдэхүйц ялгаатай байж болно.

Өндөр Рейнольдсын тоо

Илүү өндөр Ре үед урсгал нь турбулент болдог.

Хоолойн хананд чиглэсэн хурд буурсаар байгаа ч холих нь хурдны профайлыг тэгшлэх хандлагатай байдаг.

Тиймээс акустик замын хурд нь хоолойн дундаж хурдтай өөр хамааралтай байж болно.

Энэ нь хэт авианы урсгал хэмжигч нь хэмжсэн нэг хурдны утга нь үргэлж ижил дундаж урсгалын хурдтай тохирч байна гэж зүгээр л таамаглаж чадахгүй байгаагийн нэг шалтгаан юм.

5. Рейнольдсын тоо болон дамжин өнгөрөх хугацааны хэт авианы урсгал хэмжигч

Дамжин өнгөрөх хугацааны хэт авианы урсгал хэмжигчийн хувьд багаж нь дээд ба доод урсгалын хэт авианы дамжин өнгөрөх хугацааны зөрүүг хэмждэг.

Үндсэн харилцааг дараах байдлаар хялбарчилж болно.

Урсгалын хурд ∝ Дамжин өнгөрөх хугацааны зөрүү

Хэмжсэн хурд нь хэт авианы акустик замын дагуух хурдны бүрэлдэхүүн хэсэгтэй холбоотой.

Гэсэн хэдий ч бодит эзэлхүүний урсгалын хурд нь дараахаас хамаарнахоолойн бүх хөндлөн огтлолын дундаж хурд.

Тиймээс багаж нь хэмжсэн акустик хурдыг дундаж урсгалын хурдтай харьцуулах ёстой.

Энэ харилцаанд дараахь зүйлс нөлөөлж болно.

• Рейнольдсын тоо
• Акустик замын байршил
• Акустик замын тоо
• Урсгалын профайл
• Хоолойн диаметр
• Урсгалын саад тотгор

6. Яагаад бага урсгалын хурдтай үед үр нөлөө нь илүү чухал вэ?

Түүнээс хойш:

Re = ρVD / μ

Урсгалын хурд буурахад Рейнольдсын тоо мөн буурдаг.

Жишээлбэл, өндөр урсгалын хурдаар ажилладаг систем нь бүрэн хөгжсөн турбулент урсгалтай байж болох бол маш бага урсгалын хурдаар ажилладаг ижил систем нь шилжилтийн буюу ламинар горимд ойртож болно.

Тиймээс урсгалын хурд өөрчлөгдөхөд хурдны профайл мэдэгдэхүйц өөрчлөгдөж болно.

Энэ нь дараах хоёрын хоорондын хамаарал гэсэн үг юм.

Акустик замын хурд

мөн

Хоолойн дундаж хурд

мөн өөрчлөгдөж болно.

Зарим хэт авианы урсгал хэмжигчийн хувьд энэ нь маш бага урсгалын хурд эсвэл өндөр наалдамхай шингэнийг хэмжихэд чухал ач холбогдолтой болж болно.

7. Шингэний зуурамтгай чанар яагаад чухал вэ?

Рейнольдсын тоо нь зуурамтгай чанартай урвуу хамааралтай:

Re = ρVD / μ

Хэрэв зуурамтгай чанар нэмэгдвэл Рейнольдсын тоо нь хоолойн диаметр, нягтрал болон урсгалын хурдтай ижил үед буурна.

Жишээлбэл, нэг хоолойгоор ижил хурдаар урсаж буй хоёр шингэнийг авч үзье.

Ус → Бага зуурамтгай чанар → Илүү өндөр нягтралтай

Хүнд тос → Өндөр зуурамтгай чанар → Бага тос

Хүнд тос нь өндөр зуурамтгай чанараасаа шалтгаалан илүү тод хурдны профайлтай байж болно.

Тиймээс хоолойн диаметр болон урсгалын хурд ижил байсан ч гэсэн ижил хэт авианы урсгал хэмжигч нь өөр өөр шингэнийг хэмжихдээ өөр өөрөөр ажиллаж болно.

8. Шулуун хоолойн урт яагаад Рейнольдсын тоотой холбоотой вэ?

Рейнольдсын тоо нь хангалттай шулуун хоолойн урт яагаад чухал болохыг тайлбарлахад тусалдаг.

Тохой, хавхлага, бууруулагч эсвэл бусад холбох хэрэгслийн дараа урсгалын профайл гажуудал үүсгэж болно.

Урсгал нь илүү тогтвортой профайл руу чиглэхийн тулд хангалттай зайтай байх шаардлагатай.

Хөгжлийн үйл явц нь дараах хүчин зүйлсээс хамаарна:

• Рейнольдсын тоо
• Хоолойн диаметр
• Хоолойн барзгаржилт
• Саад тотгорын төрөл
• Урсгалын хурд

Хэрэв хэт авианы урсгал хэмжигчийг дээд урсгалын эвдрэлд хэт ойрхон суурилуулсан бол хэмжсэн акустик хурд нь тэгш бус эсвэл эргэлдэгч хурдны профайлаас хүчтэй нөлөөлж болно.

Энэ нь хэмжилтийн алдааг бий болгож болзошгүй юм.

Тийм ч учраас хэт авианы урсгал хэмжигчийг суурилуулах ердийн удирдамжид дараахь зүйлийг зөвлөж болно.

Дээш чиглэсэн шулуун хоолой ≥ 10D

Доош чиглэсэн шулуун хоолой ≥ 5D

хаанаD нь хоолойн дотоод диаметр юм.

9. Рейнольдсын тоо өндөр байх нь үргэлж илүү нарийвчлалтай гэсэн үг үү?

Заавал биш.

Рейнольдсын тоо өндөр байх нь ерөнхийдөө илүү турбулент урсгалыг илтгэдэг боловч хэмжилтийн нарийвчлал нь бусад олон хүчин зүйлээс хамаарна.

Үүнд дараахь зүйлс орно:

• Урсгалын профайл
• Хөрвүүлэгч суурилуулах
• Хоолойн нөхцөл байдал
• Шулуун хоолойн урт
• Дохионы чанар
• Акустик замын тохиргоо
• Шингэний шинж чанар
• Тоолуурын тохируулга

Тиймээс Рейнольдсын тоог чухал гэж үзэх хэрэгтэй.урсгалын нөхцөл байдлын параметр, урсгал хэмжигчийн нарийвчлалын шууд үзүүлэлт биш.

10. Олон замын хэт авианы урсгал хэмжигч яагаад урсгалын профайлд мэдрэмтгий биш байдаг вэ?

Энэ бол олон замын хэт авианы урсгалын хэмжилтийн чухал давуу талуудын нэг юм.

Ганц акустик зам нь хоолойн хязгаарлагдмал хэсгийн дагуух хурдыг түүвэрлэдэг.

Олон замтай урсгал хэмжигч нь өөр өөр байрлалд хэд хэдэн акустик замыг ашигладаг.

Ойлголтын хувьд:

Ганц зам

→ Нэг акустик замын дагуух хурдыг хэмждэг

Олон замтай

→ Хоолойн олон хэсгээс дээж авах

Багаж нь нийт хурдны тархалтыг илүү сайн дүрслэхийн тулд эдгээр хэмжилтийг ашиглаж болно.

Тиймээс олон замтай хэт авианы урсгал хэмжигчийг дараах тохиолдолд илүүд үздэг.

• Урсгалын профайл нь нарийн төвөгтэй
• Өндөр нарийвчлал шаардлагатай
• Хоолойн диаметр том байна
• Урсгалын гажуудлаас зайлсхийхэд хэцүү байдаг

Рейнольдсын тоо нь хэт авианы урсгалын хэмжилтэд нөлөөлдөг, учир нь энэ нь нөлөөлдөгхоолой доторх урсгалын горим ба хурдны профайл.

Үндсэн хамаарал нь:

Re = ρVD / μ

Рейнольдсын тоо өөрчлөгдөхөд урсгал нь ламинар, шилжилтийн болон турбулент горимуудын хооронд шилжиж болно. Энэ нь хоолойн хурдны тархалтыг өөрчилдөг тул хэт авианы акустик замын дагуу хэмжсэн хурд болон бодит дундаж урсгалын хурдны хоорондын хамааралд нөлөөлдөг.

Хэт авианы урсгалын хэмжилтийн практикт Рейнольдсын тоог дараахтай хамт авч үзэх хэрэгтэй.

Урсгалын хурд + Шингэний зуурамтгай чанар + Хоолойн диаметр + Урсгалын профайл + Шулуун хоолойн урт + Акустик замын тохиргоо

Рейнольдсын тоог ойлгох нь инженерүүдэд илүү сайн үнэлгээ хийхэд тусалдагурсгалын нөхцөл, мэдрэгчийн суурилуулалт, хэмжилтийн тодорхойгүй байдал, мөн тодорхой хэрэглээнд хэт авианы урсгал хэмжигч тохирох байдал.