[发明专利]驱动非牛顿流体的自动感应出液控制系统及其制作方法

权利要求书

1.一种驱动非牛顿流体的自动感应出液控制系统的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1通过数学模型描述宾汉塑性流体的特性，计算泵送非牛顿流体的粘滞流动值；

S2利用市场主流洗护沐产品的年至流动值范围，计算所需泵送功率；

S3通过损失函数，计算非

牛顿流体流转损失；

S4结合非牛顿流体的特性与泵的性能参数，确定自动感应出液装置；

S5根据S4中确定的自动感应出液装置同时设计泵的尺寸，完成制作。

2.根据权利要求1所述的驱动非牛顿流体的自动感应出液控制系统的制作方法，其特征在于，所述方法中，计算泵送非牛顿流体的粘滞流动值的数学模型表达为：

τ＝κγⁿ+τ

上述式中，τ为剪切应力单位为N/m²，κ为粘度系数单位为P_a·S，γ为剪切速率单位为S^-1，n为流动特征系数无量纲，τ₀为屈服剪切应力单位为N/m²，当n＝1，τ₀＝0时，就描述了宾汉塑性流体的特性。

3.根据权利要求1所述的驱动非牛顿流体的自动感应出液控制系统的制作方法，其特征在于，所述方法中，计算泵送所需功率时，对于不可压缩稳态塑性流体，能量守恒使用下列式子表达：

式中，g为重力加速度单位为m/s²；Z为离基准面的位压头；P为压力单位为N/m²或者P_a；ρ为密度单位为kg/m³；u是流速；α是动能修正系数，无量纲；W为单位质量输出功单位为J/kg；E₁为单位质量摩擦能量石楠树单位为J/kg；角标1、2代表系统中第1点与第2点位置。

4.根据权利要求1所述的驱动非牛顿流体的自动感应出液控制系统的制作方法，其特征在于，所述方法中，计算非牛顿流体流转损失的损失函数使用如下式子表示：

式中，表示直管段能量损失，用下列式子表达：

f为摩擦系数，无量纲；L为管长单位是mm；D为管内径单位是mm；b为阀门、管件总数；K_f为摩擦损失系数，无量纲。

5.根据权利要求4所述的驱动非牛顿流体的自动感应出液控制系统的制作方法，其特征在于，所述方法中，不同的阀，管件就有不同的K_f与之对应，不同的管径、就有不同的u²、K_f与之对应，

在层流状态下，摩擦系数f为：

雷诺准数R_e为：

修正系ψ为

管壁处屈服剪切应力τ₀与剪切应力力τ_w之比力ε₀为：

ε₀也可以作为R_e和赫斯特准数H_e的隐函数给出：

这里。

6.根据权利要求5所述的驱动非牛顿流体的自动感应出液控制系统的制作方法，其特征在于，所述方法中，计算动能损失首先要确定动能修正参数α。紊流中，α＝2，在层流中，α可以用以下算式计算：

其中，当流速u₁与u₁十分接近时，α在0.74～2之间，洗护沐流体的n值在0.1～0.4之间变化，当n为常数时，α在整个系统中的变化很小。

7.根据权利要求1所述的驱动非牛顿流体的自动感应出液控制系统的制作方法，其特征在于，所述方法中，对泵的尺寸设计时，引入有效粘度来替代牛顿粘度，有效粘度U_e可用数学公式表达为：

把公式Q＝πD⁴、u＝4m/πD⁴·ρ带入公式，得出：