非牛顿流体科学课教案

非牛顿流体科学课教案
非牛顿流体科学课教案
教学目的：
1.了解非牛顿流体的概念及特点。

2.掌握非牛顿流体的流动规律。

3.能够运用非牛顿流体的相关理论解决实际问题。

教学重点：
1.非牛顿流体的概念及特点。

2.非牛顿流体的各种流动规律。

3.非牛顿流体的应用。

教学难点：
1.掌握非牛顿流体不同模型的流动规律。

2.了解非牛顿流体在实际应用中的作用。

教学方法：
1.理论讲授相结合。

2.实验演示。

3.案例分析。

教学内容：
第一部分非牛顿流体的概念及特点
一、非牛顿流体的定义及特点
1.定义：流变性质随剪切力的变化而变化的液体或者泥状物，成为非牛顿流体。

2.特点：
（1）粘度非常高，内部摩擦力非常强。

（2）粘性与剪切速率有关。

（3）不服从牛顿流体的粘度定律。

（4）流动规律很复杂，通常需要使用非线性模型进行描述。

二、非牛顿流体的分类
1.非牛顿流体分为粘性流体和弹性流体两大类。

2.粘性流体分为牛顿流体和非牛顿流体两类。

3.弹性流体又称为粘弹性流体，分为粘弹性固体、半固体、粘弹性液体三类。

第二部分非牛顿流体的各种流动规律
一、塑性流体的流动规律
1.塑性流体不能在剪应力下发生流动，只有当剪应力达到一定阈值才能开始变形。

2.当剪应力超过阈值时，塑性流体就会产生塑性变形，并保持一定剪应力下维持持续流动。

3.塑性流体的流动规律主要由它的流变曲线和流动曲线共同决定。

二、偏稀非牛顿流体的流动规律
1.偏稀非牛顿流体的粘度随剪应力而降低。

2.随着剪应力增加，偏稀非牛顿流体的流动速度也会增加。

3.偏稀非牛顿流体的流动规律可以用流变学模型描述。

三、偏粘非牛顿流体的流动规律
1.偏粘非牛顿流体的粘度随剪应力而显著增加。

2.偏粘非牛顿流体的流动速度增加较慢，且不同速度时的流动规律并不相同。

3.偏粘非牛顿流体的流动规律可以用流变学模型描述。

四、弹性流体的流动规律
1.弹性流体在受到剪应力时可以发生弹性变形，但是不会出现塑性变形。

2.弹性流体的变形是瞬时的，当剪应力消失后它会恢复原状。

3.弹性流体的流动规律可以用粘弹性流体的流动模型描述。

第三部分非牛顿流体的应用
一、医学应用
1.非牛顿流体被应用于医用胶水、康复器材等医疗器械、医疗材料等。

2.应用于生物学研究、生物医学工程等领域。

二、化工应用
1.非牛顿流体广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料、油墨等行业。

2.非牛顿流体是涂料、油墨等颜料分散、分类等重要的工艺条件。

三、工程应用
1.非牛顿流体广泛应用于建筑材料、工程胶凝材料等领域。

2.应用于工业生产流程中的粘度控制、流变控制等工艺条件。

四、食品应用
1.非牛顿流体在食品加工中有广泛应用，比如巧克力、果酱、糖浆等液体食品。

2.应用于粉末和液体的混合、搅拌、流动等过程。

教学方法：
1.理论讲授相结合。

2.实验演示。

3.案例分析。

教学成果评估：
1.参与课堂讨论。

2.参加实验操作。

3.完成相关课程作业。

4.参与课程总结。