流量计种类繁多,哪种适用于非牛顿流体?

在流体力学领域,流量计是一种用于测量流体体积流量或质量流量的仪器。由于流体的种类繁多,包括牛顿流体和非牛顿流体,因此流量计的种类也相当丰富。在众多流量计中,选择适用于非牛顿流体的流量计至关重要。本文将详细介绍非牛顿流体的特性,并探讨适用于这类流体的几种流量计。

一、非牛顿流体的特性

非牛顿流体是指其流动行为不符合牛顿黏性定律的流体。牛顿黏性定律指出,流体的剪切应力与剪切速率成正比。然而,非牛顿流体在流动过程中,剪切应力与剪切速率之间的关系并非简单的线性关系。根据剪切应力与剪切速率的关系,非牛顿流体可分为以下几种类型:

  1. 塑性流体:剪切应力随剪切速率的增加而增加,但增加速率逐渐减小,如牙膏、油墨等。

  2. 假塑性流体:剪切应力随剪切速率的增加而减小,如水、糖浆等。

  3. 黏塑性流体:剪切应力随剪切速率的增加而增加,但增加速率逐渐增大,如油漆、胶水等。

  4. 触变性流体:剪切应力随剪切速率的变化而变化,如油漆、胶水等。

二、适用于非牛顿流体的流量计

  1. 转子流量计

转子流量计是一种常用的流量计,适用于测量非牛顿流体。它通过测量流体通过转子的体积流量来计算流速。转子流量计具有结构简单、操作方便、价格低廉等优点。然而,在测量非牛顿流体时,转子的磨损和变形可能会影响测量精度。


  1. 涡轮流量计

涡轮流量计是一种高精度的流量计,适用于测量各种非牛顿流体。它通过测量流体通过涡轮的旋转速度来计算流速。涡轮流量计具有测量范围宽、精度高、稳定性好等优点。然而,在测量黏性较大的非牛顿流体时,涡轮叶片可能会发生堵塞,影响测量精度。


  1. 超声波流量计

超声波流量计是一种非接触式流量计,适用于测量非牛顿流体。它通过测量流体中超声波的传播速度来计算流速。超声波流量计具有无机械磨损、安装方便、测量范围宽等优点。然而,在测量温度、压力等参数变化较大的非牛顿流体时,超声波的传播速度会受到较大影响,从而影响测量精度。


  1. 质量流量计

质量流量计是一种高精度的流量计,适用于测量非牛顿流体。它通过测量流体通过传感器的质量流量来计算流速。质量流量计具有测量范围宽、精度高、稳定性好等优点。然而,在测量非牛顿流体时,传感器可能会受到流体中固体颗粒的磨损,影响测量精度。


  1. 热式流量计

热式流量计是一种适用于测量非牛顿流体的流量计。它通过测量流体通过热传感器的热量变化来计算流速。热式流量计具有结构简单、操作方便、价格低廉等优点。然而,在测量温度、压力等参数变化较大的非牛顿流体时,热传感器的响应速度可能会受到影响,从而影响测量精度。

三、总结

选择适用于非牛顿流体的流量计时,需要考虑流体的特性、测量精度、安装条件等因素。在实际应用中,可根据具体情况选择转子流量计、涡轮流量计、超声波流量计、质量流量计或热式流量计等。同时,为了提高测量精度,还需对流量计进行定期校准和维护。

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