ទីចំនួន Reynolds (ឡើងវិញ)គឺជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រគ្មានវិមាត្រដ៏សំខាន់បំផុតមួយនៅក្នុងមេកានិចសារធាតុរាវ។ វាជួយពិពណ៌នាអំពីទំនាក់ទំនងរវាងកម្លាំងនិចលភាព និងកម្លាំងស្អិតនៅក្នុងសារធាតុរាវដែលហូរ ហើយត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅដើម្បីកំណត់ថាតើលំហូរនោះឡាមីណា អន្តរកាល ឬ ច្របូកច្របល់.

សម្រាប់ការវាស់ស្ទង់លំហូរអ៊ុលត្រាសោន លេខ Reynolds គឺមានសារៈសំខាន់ ពីព្រោះរបបលំហូរប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ទៅលើទម្រង់ល្បឿននៅខាងក្នុងបំពង់ដោយសារ​ម៉ែត្រ​វាស់​លំហូរ​អ៊ុលត្រាសោន​វាស់​ល្បឿន​សារធាតុរាវ​តាម​បណ្តោយ​ផ្លូវ​សូរស័ព្ទ ហើយ​ប្រើប្រាស់​ព័ត៌មាន​នោះ​ដើម្បី​កំណត់​ល្បឿន​លំហូរ​ជា​មធ្យម ការ​ផ្លាស់ប្ដូរ​ទម្រង់​ល្បឿន​អាច​ជះឥទ្ធិពល​ដល់​ភាពត្រឹមត្រូវ​នៃ​ការវាស់វែង។

១. តើលេខ Reynolds ជាអ្វី?

ចំពោះលំហូរខាងក្នុងបំពង់ លេខ Reynolds អាចត្រូវបានបង្ហាញជា៖

ឡើងវិញ = ρVD / μ

ឬ៖

ឡើងវិញ = VD / ν

កន្លែងណា៖

• Re= លេខ Reynolds
• ρ= ដង់ស៊ីតេសារធាតុរាវ
• V= ល្បឿនលំហូរជាមធ្យម
• D= អង្កត់ផ្ចិតខាងក្នុងបំពង់
• μ= ភាពស្អិតឌីណាមិក
• ν= viscosity kinematic

ចំនួន Reynolds គឺគ្មានវិមាត្រ។

ជាទូទៅ សម្រាប់លំហូរក្នុងបំពង់រាងជារង្វង់៖

• ឡើងវិញ < ប្រហែល 2,300→ លំហូរឡាមីណា
• ឡើងវិញ ≈ ២៣០០–៤០០០→ លំហូរអន្តរកាល
• ឡើងវិញ > ប្រហែល ៤០០០→ លំហូរច្របូកច្របល់

តម្លៃទាំងនេះគឺជាគោលការណ៍ណែនាំទូទៅជាជាងព្រំដែនដាច់ខាត ពីព្រោះលក្ខខណ្ឌលំហូរជាក់ស្តែងអាចប្រែប្រួលអាស្រ័យលើធរណីមាត្របំពង់ និងការរំខាន។

2. តើអ្វីជាភាពខុសគ្នារវាងលំហូរឡាមីណា និងលំហូរច្របូកច្របល់?

ភាពខុសគ្នាចម្បងគឺវិធីដែលល្បឿនត្រូវបានចែកចាយពាសពេញបំពង់។

លំហូរឡាមីណា

នៅក្នុងលំហូរឡាមីណា សារធាតុរាវផ្លាស់ទីក្នុងស្រទាប់ដែលមានសណ្តាប់ធ្នាប់។

ទម្រង់ល្បឿនជាធម្មតាកាន់តែច្បាស់ ជាមួយ៖

• ល្បឿនទាបនៅជិតជញ្ជាំងបំពង់
• ល្បឿនខ្ពស់ជាងឆ្ពោះទៅកណ្តាល
• ទម្រង់ល្បឿនប៉ារ៉ាបូលដែលអាចព្យាករណ៍បាន

ការតំណាងសាមញ្ញមួយគឺ៖

ជញ្ជាំង → ល្បឿនទាប → ល្បឿនលឿន → ល្បឿនទាប → ជញ្ជាំង

លំហូរច្របូកច្របល់

នៅក្នុងលំហូរច្របូកច្របល់ ចលនាសារធាតុរាវគឺមិនទៀងទាត់ជាង។

ការប្រែប្រួល​ទំហំ​តូច និង​ការលាយ​គ្នា​បណ្តាល​ឱ្យ​ទម្រង់​ល្បឿន​កាន់តែ​រាបស្មើ​បើ​ធៀប​នឹង​លំហូរ​ឡាមីណា។

នេះមានន័យថា ការចែកចាយល្បឿនឆ្លងកាត់បំពង់ផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់ជាមួយនឹងចំនួន Reynolds ។

៣. ហេតុអ្វីបានជារឿងនេះសំខាន់ចំពោះម៉ែត្រលំហូរអ៊ុលត្រាសោន?

ម៉ែត្រលំហូរអ៊ុលត្រាសោនមិនវាស់បរិមាណសរុបនៃសារធាតុរាវដែលឆ្លងកាត់បំពង់ដោយផ្ទាល់ទេ។

ផ្ទុយទៅវិញ វាវាស់វែងល្បឿននៃសារធាតុរាវហើយបន្ទាប់មកគណនាអត្រាលំហូរបរិមាណ។

ក្នុងទម្រង់សាមញ្ញ៖

Q = V × A

កន្លែងណា៖

• Q= អត្រាលំហូរបរិមាណ
• V= ល្បឿនលំហូរជាមធ្យម
• A= ផ្ទៃកាត់បំពង់

បញ្ហាប្រឈមគឺថា ល្បឿនដែលវាស់តាមបណ្តោយផ្លូវសូរស័ព្ទអ៊ុលត្រាសោន អាចនឹងមិនស្មើនឹងល្បឿនជាមធ្យមនៅទូទាំងបំពង់ទាំងមូលនោះទេ។

ដូច្នេះឧបករណ៍នេះត្រូវតែគិតគូរពីទំនាក់ទំនងរវាងល្បឿនសូរស័ព្ទដែលវាស់បាន និងល្បឿនលំហូរជាមធ្យមជាក់ស្តែង។

ទំនាក់ទំនងនេះត្រូវបានជះឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងដោយទម្រង់ល្បឿន។

៤. តើលេខ Reynolds ផ្លាស់ប្តូរទម្រង់ល្បឿនយ៉ាងដូចម្តេច?

សូមពិចារណាករណីពីរ។

លេខ Reynolds ទាប

នៅ Re ទាប លំហូរអាចមានលក្ខណៈឡាមីណា។

ទម្រង់ល្បឿនមានរាងកោងខ្លាំង៖

ល្បឿនកណ្តាល > ល្បឿនជាមធ្យម > ល្បឿនជិតជញ្ជាំង

ប្រសិនបើផ្លូវសូរស័ព្ទអ៊ុលត្រាសោនឆ្លងកាត់តំបន់ជាក់លាក់ណាមួយនៃបំពង់ ល្បឿនដែលវាស់បានអាចខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំងពីល្បឿនជាមធ្យមឆ្លងកាត់ផ្នែក។

លេខ Reynolds ខ្ពស់

នៅ Re ខ្ពស់ លំហូរក្លាយជាច្របូកច្របល់។

ការលាយ​ច្រើនតែ​បង្កើត​ទម្រង់​ល្បឿន​រាបស្មើ ទោះបីជា​ល្បឿន​នៅតែ​ថយចុះ​ឆ្ពោះទៅ​ជញ្ជាំង​បំពង់​ក៏ដោយ។

ដូច្នេះល្បឿនផ្លូវសូរស័ព្ទអាចមានទំនាក់ទំនងខុសគ្នាជាមួយនឹងល្បឿនបំពង់ជាមធ្យម។

នេះជាហេតុផលមួយដែលម៉ែត្រលំហូរអ៊ុលត្រាសោនមិនអាចសន្មត់ថាតម្លៃល្បឿនដែលវាស់បានមួយតែងតែត្រូវគ្នាទៅនឹងល្បឿនលំហូរជាមធ្យមដូចគ្នានោះទេ។

៥. ម៉ែត្រលំហូរអ៊ុលត្រាសោនលេខ Reynolds និងពេលវេលាឆ្លងកាត់

សម្រាប់ម៉ែត្រលំហូរអ៊ុលត្រាសោនពេលវេលាឆ្លងកាត់ ឧបករណ៍នេះវាស់ភាពខុសគ្នារវាងពេលវេលាឆ្លងកាត់អ៊ុលត្រាសោនខាងលើ និងខាងក្រោម។

ទំនាក់ទំនងជាមូលដ្ឋានអាចត្រូវបានធ្វើឱ្យសាមញ្ញដូចជា៖

ល្បឿនលំហូរ ∝ ភាពខុសគ្នានៃពេលវេលាឆ្លងកាត់

ល្បឿនដែលវាស់បានត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងសមាសធាតុល្បឿនតាមបណ្តោយផ្លូវសូរស័ព្ទអ៊ុលត្រាសោន។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ អត្រាលំហូរបរិមាណពិតប្រាកដអាស្រ័យលើល្បឿនជាមធ្យមឆ្លងកាត់ផ្នែកឆ្លងកាត់បំពង់ទាំងមូល.

ដូច្នេះឧបករណ៍ត្រូវតែភ្ជាប់ល្បឿនសូរស័ព្ទដែលវាស់បានទៅនឹងល្បឿនលំហូរជាមធ្យម។

ទំនាក់ទំនងនេះអាចរងផលប៉ះពាល់ដោយ៖

• លេខ Reynolds
• ទីតាំងផ្លូវសូរស័ព្ទ
• ចំនួនផ្លូវសូរស័ព្ទ
• ទម្រង់លំហូរ
• អង្កត់ផ្ចិតបំពង់
• ការរំខានដល់លំហូរ

៦. ហេតុអ្វីបានជាឥទ្ធិពលសំខាន់ជាងនៅអត្រាលំហូរទាប?

ចាប់តាំងពី៖

ឡើងវិញ = ρVD / μ

នៅពេលដែលល្បឿនលំហូរថយចុះ ចំនួន Reynolds ក៏ថយចុះផងដែរ។

ឧទាហរណ៍ ប្រព័ន្ធមួយដែលដំណើរការក្នុងអត្រាលំហូរខ្ពស់អាចមានលំហូរច្របូកច្របល់ពេញលេញ ខណៈដែលប្រព័ន្ធដូចគ្នាដែលដំណើរការក្នុងអត្រាលំហូរទាបខ្លាំងអាចខិតជិតរបបអន្តរកាល ឬឡាមីណា។

ដូច្នេះទម្រង់ល្បឿនអាចផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅពេលដែលអត្រាលំហូរផ្លាស់ប្តូរ។

នេះមានន័យថាទំនាក់ទំនងរវាង៖

ល្បឿនផ្លូវសូរស័ព្ទ

និង

ល្បឿនបំពង់ជាមធ្យម

ក៏អាចផ្លាស់ប្តូរផងដែរ។

ចំពោះម៉ែត្រលំហូរអ៊ុលត្រាសោនមួយចំនួន នេះអាចក្លាយជាការពិចារណាដ៏សំខាន់មួយនៅពេលវាស់អត្រាលំហូរទាបខ្លាំង ឬវត្ថុរាវដែលមានជាតិស្អិតខ្ពស់។

៧. ហេតុអ្វីបានជាភាពស្អិតនៃសារធាតុរាវមានសារៈសំខាន់?

លេខ Reynolds មានទំនាក់ទំនងបញ្ច្រាសទៅនឹង viscosity៖

ឡើងវិញ = ρVD / μ

ប្រសិនបើ viscosity កើនឡើង ចំនួន Reynolds ថយចុះសម្រាប់អង្កត់ផ្ចិតបំពង់ ដង់ស៊ីតេ និងល្បឿនលំហូរដូចគ្នា។

ឧទាហរណ៍ សូមពិចារណាសារធាតុរាវពីរដែលហូរក្នុងល្បឿនដូចគ្នាឆ្លងកាត់បំពង់ដូចគ្នា៖

ទឹក → ជាតិស្អិតទាប → ជាតិស្អិតខ្ពស់

ប្រេងធ្ងន់ → ជាតិស្អិតខ្ពស់ → ជាតិស្អិតទាប

ប្រេង​ធ្ងន់​អាច​មាន​ទម្រង់​ល្បឿន​ច្បាស់​ជាង​មុន ដោយសារ​តែ​វា​មាន​ជាតិ​ស្អិត​ខ្ពស់​ជាង។

ដូច្នេះ ម៉ែត្រលំហូរអ៊ុលត្រាសោនដូចគ្នាអាចមានឥរិយាបទខុសគ្នានៅពេលវាស់សារធាតុរាវផ្សេងៗគ្នា ទោះបីជាអង្កត់ផ្ចិតបំពង់ និងល្បឿនលំហូរស្រដៀងគ្នាក៏ដោយ។

៨. ហេតុអ្វីបានជាប្រវែងបំពង់ត្រង់ទាក់ទងនឹងលេខ Reynolds?

ចំនួន Reynolds ក៏ជួយពន្យល់ពីមូលហេតុដែលប្រវែងបំពង់ត្រង់គ្រប់គ្រាន់គឺមានសារៈសំខាន់ផងដែរ។

បន្ទាប់ពីប្រើកែងដៃ វ៉ាល់ ឧបករណ៍បន្ថយល្បឿន ឬគ្រឿងបំពាក់ផ្សេងទៀត ទម្រង់លំហូរអាចនឹងត្រូវបានរំខាន។

លំហូរត្រូវការចម្ងាយគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីអភិវឌ្ឍឆ្ពោះទៅរកទម្រង់ដែលមានស្ថេរភាពជាងមុន។

ដំណើរការអភិវឌ្ឍន៍អាស្រ័យលើកត្តារួមមាន៖

• លេខ Reynolds
• អង្កត់ផ្ចិតបំពង់
• ភាពរដុបនៃបំពង់
• ប្រភេទនៃការរំខាន
• ល្បឿនលំហូរ

ប្រសិនបើម៉ែត្រលំហូរអ៊ុលត្រាសោនត្រូវបានដំឡើងជិតពេកទៅនឹងការរំខានខាងលើ ល្បឿនសូរស័ព្ទដែលវាស់បានអាចរងផលប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដោយទម្រង់ល្បឿនអសមមាត្រ ឬល្បឿនវិល។

នេះអាចបង្កឱ្យមានកំហុសក្នុងការវាស់វែង។

នោះហើយជាមូលហេតុដែលគោលការណ៍ណែនាំដំឡើងធម្មតាសម្រាប់ម៉ែត្រលំហូរអ៊ុលត្រាសោនអាចណែនាំ៖

បំពង់ត្រង់ខាងលើ ≥ 10D

បំពង់ត្រង់ខាងក្រោម ≥ 5D

កន្លែងណាD គឺជាអង្កត់ផ្ចិតខាងក្នុងនៃបំពង់.

៩. តើលេខ Reynolds ខ្ពស់ជាងតែងតែមានន័យថាភាពត្រឹមត្រូវកាន់តែប្រសើរដែរឬទេ?

មិនចាំបាច់ទេ។

ជាទូទៅ ចំនួន Reynolds ខ្ពស់បង្ហាញពីលំហូរច្របូកច្របល់កាន់តែច្រើន ប៉ុន្តែភាពត្រឹមត្រូវនៃការវាស់វែងអាស្រ័យលើកត្តាជាច្រើនទៀត។

ទាំងនេះរួមមាន៖

• ទម្រង់លំហូរ
• ការដំឡើងឧបករណ៍បញ្ជូនសញ្ញា
• ស្ថានភាពបំពង់
• ប្រវែងបំពង់ត្រង់
• គុណភាពសញ្ញា
• ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធផ្លូវសូរស័ព្ទ
• លក្ខណៈសម្បត្តិសារធាតុរាវ
• ការក្រិតតាមខ្នាតម៉ែត្រ

ដូច្នេះចំនួន Reynolds គួរតែត្រូវបានចាត់ទុកថាជាកត្តាសំខាន់មួយប៉ារ៉ាម៉ែត្រស្ថានភាពលំហូរជាជាងសូចនាករផ្ទាល់នៃភាពត្រឹមត្រូវនៃម៉ែត្រលំហូរ។

១០. ហេតុអ្វីបានជាម៉ែត្រលំហូរអ៊ុលត្រាសោនពហុផ្លូវមិនសូវងាយនឹងប្រតិកម្មទៅនឹងទម្រង់លំហូរ?

នេះគឺជាគុណសម្បត្តិសំខាន់មួយនៃការវាស់ស្ទង់លំហូរអ៊ុលត្រាសោនច្រើនផ្លូវ។

ផ្លូវសូរស័ព្ទតែមួយយកសំណាកល្បឿនតាមបណ្តោយតំបន់មានកំណត់នៃបំពង់។

ម៉ែត្រលំហូរពហុផ្លូវប្រើផ្លូវសូរស័ព្ទជាច្រើននៅទីតាំងផ្សេងៗគ្នា។

តាមគំនិត៖

ផ្លូវតែមួយ

→ វាស់ល្បឿនតាមបណ្តោយផ្លូវសូរស័ព្ទមួយ

ផ្លូវច្រើន

→ យកសំណាកតំបន់ច្រើននៃបំពង់

ឧបករណ៍នេះអាចប្រើការវាស់វែងទាំងនេះដើម្បីទទួលបានការតំណាងកាន់តែប្រសើរឡើងនៃការចែកចាយល្បឿនទាំងមូល។

ដូច្នេះ ម៉ែត្រលំហូរអ៊ុលត្រាសោនច្រើនផ្លូវត្រូវបានគេពេញចិត្តជាញឹកញាប់សម្រាប់កម្មវិធីដែល៖

• ទម្រង់លំហូរមានភាពស្មុគស្មាញ
• តម្រូវឱ្យមានភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់
• អង្កត់ផ្ចិតបំពង់មានទំហំធំ
• ការរំខានដល់លំហូរឈាមពិបាកជៀសវាងណាស់

លេខ Reynolds ប៉ះពាល់ដល់ការវាស់វែងលំហូរអ៊ុលត្រាសោន ពីព្រោះវាមានឥទ្ធិពលលើរបបលំហូរ និងទម្រង់ល្បឿននៅក្នុងបំពង់.

ទំនាក់ទំនងជាមូលដ្ឋានគឺ៖

ឡើងវិញ = ρVD / μ

នៅពេលដែលចំនួន Reynolds ផ្លាស់ប្តូរ លំហូរអាចផ្លាស់ប្តូររវាងរបប laminar អន្តរកាល និង turbulent។ នេះផ្លាស់ប្តូរការចែកចាយល្បឿននៅទូទាំងបំពង់ ហើយដូច្នេះប៉ះពាល់ដល់ទំនាក់ទំនងរវាងល្បឿនដែលវាស់តាមបណ្តោយផ្លូវសូរស័ព្ទអ៊ុលត្រាសោន និងល្បឿនលំហូរជាមធ្យមជាក់ស្តែង។

សម្រាប់ការវាស់ស្ទង់លំហូរអ៊ុលត្រាសោនជាក់ស្តែង ចំនួន Reynolds គួរតែត្រូវបានពិចារណារួមគ្នាជាមួយ៖

ល្បឿនលំហូរ + ភាពស្អិតនៃសារធាតុរាវ + អង្កត់ផ្ចិតបំពង់ + ទម្រង់លំហូរ + ប្រវែងបំពង់ត្រង់ + ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធផ្លូវសូរស័ព្ទ

ការយល់ដឹងអំពីលេខ Reynolds ជួយវិស្វករវាយតម្លៃបានកាន់តែប្រសើរលក្ខខណ្ឌលំហូរ ការដំឡើងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ភាពមិនប្រាកដប្រជានៃការវាស់វែង និងភាពសមស្របនៃឧបករណ៍វាស់លំហូរអ៊ុលត្រាសោនសម្រាប់កម្មវិធីជាក់លាក់មួយ។.