牛顿流体与非牛顿流体的区别
牛顿流体和非牛顿流体的性质比较分析
牛顿流体和非牛顿流体的性质比较分析流体是物质的一种状态，具有流动性。
它广泛存在于自然界中，包括水、空气、油类等。
流体的物理性质对于很多科学领域都有非常重要的影响，因此对于流体特性的研究一直是科学家们关注的热点之一。
在流体的研究中，牛顿流体和非牛顿流体是两个重要的概念，两者在流体的物理性质以及应用方面有很大不同。
在本文中，我们将对牛顿流体和非牛顿流体的性质进行比较分析。
一、牛顿流体的性质牛顿流体是一种特殊的流体，它的黏性是恒定的。
这意味着它的流动性质与它对外力的响应速度成正比例。
换句话说，牛顿流体对外力的响应是瞬时的，而且不受外部切变力大小和方向的影响。
这种特性是牛顿流体的一大特点，可以通过下面的表达式来描述：τ = μγ其中，τ为切变应力，μ为黏性系数，γ为切变速率。
牛顿流体的黏性系数是独立于剪切力大小和流速方向的。
这意味着无论切变应力的大小和方向如何变化，牛顿流体的黏性系数都保持不变。
二、非牛顿流体的性质非牛顿流体是另一种类型的流体，其黏性是可变的。
与牛顿流体不同的是，对于非牛顿流体，其黏性与其应变速率有密切联系。
具体来说，非牛顿流体可以分为剪切稀释型、剪切增稠型和弹性流体三种。
他们的特点分别如下：剪切稀释型：随着剪切应力的增加，流体会变得越来越稀薄。
在这种情况下，黏度与剪切率呈负相关。
剪切增稠型：随着剪切应力的增加，流体会变得越来越稠厚。
在这种情况下，黏度与剪切率呈正相关。
弹性流体：这种流体有着非常强的弹性特性，可以将应变的能量转化为弹性能量，并在失去外力的作用后恢复到原来的状态。
最典型的例子就是胶状物质。
与牛顿流体不同的是，非牛顿流体的黏度是不固定的。
其黏度随着外界切应力的大小和方向的变化而变化。
因此，在实际应用中，非牛顿流体对于渗透、流量和动态特性等问题的研究变得尤为重要。
三、牛顿流体和非牛顿流体的应用比较牛顿流体和非牛顿流体的应用有很大的不同。
牛顿流体的黏性恒定，因此易于在市场上制造和使用。
非牛顿流体原理
非牛顿流体原理非牛顿流体是指在流动过程中，其黏度随着剪切速率的变化而变化的流体。
与牛顿流体不同，非牛顿流体在受力作用下，其黏度并不保持不变，而是会随着流动状态的改变而发生变化。
这种流体的特性在实际生活和工业生产中都有着重要的应用，因此对于非牛顿流体的原理和特性的研究具有重要意义。
首先，我们来介绍一下非牛顿流体的分类。
根据其流动特性，非牛顿流体可分为剪切稀化流体和剪切增稠流体两种类型。
剪切稀化流体是指在受到外力作用时，其黏度会随着剪切速率的增加而减小的流体，如淀粉浆、墨水等；而剪切增稠流体则是指在受到外力作用时，其黏度会随着剪切速率的增加而增加的流体，如果冻、牙膏等。
这两种类型的非牛顿流体在实际应用中具有不同的特点和用途。
其次，我们来探讨一下非牛顿流体的原理。
非牛顿流体的黏度变化与其内部微观结构和分子间相互作用有着密切的关系。
在剪切稀化流体中，当外力作用下，流体内部的颗粒会发生重排和分散，从而导致黏度的降低；而在剪切增稠流体中，外力作用会导致流体内部的颗粒聚集和排列，从而使得黏度增加。
这种原理使得非牛顿流体具有了特殊的流变特性，可以根据具体的应用需求来调控其流动性能。
除此之外，非牛顿流体还具有一些特殊的流动特性。
例如，在非牛顿流体的流动过程中，会出现剪切变稀、剪切变稠等现象，这种非线性的流变特性使得非牛顿流体在实际应用中具有了更广泛的用途。
同时，非牛顿流体还表现出了记忆效应和时间依赖性，这也为其在一些特殊领域的应用提供了可能。
总的来说，非牛顿流体的原理和特性对于我们深入理解流体力学和实际应用具有着重要的意义。
通过对非牛顿流体的研究，我们可以更好地利用其特殊的流变特性，开发出更加符合实际需求的流体材料和工艺。
因此，对于非牛顿流体的深入研究和应用具有着重要的意义，也将会在未来的科技发展中发挥着重要的作用。
聚合物的流变学性质
§1.3
聚合物的流变学性质
2)聚合物中添加剂的影响
加入少量的添加剂，以提高其实用性能。
添加剂的种类： 着色剂 润滑剂 稀释剂 增塑剂 稳定剂 抗静电剂 填料
§1.3
聚合物的流变学性质
添加剂在聚合物中所占的比例不大——
聚合物大分子间的作用力会发生很大变化，熔 体的粘度也会随之改变。
例如，增塑剂的加入会使熔体粘度降低，从而 提高熔体的流动性。
假塑性流体种类：
①在10s-1＜ ＜ 104 s-1内，高聚物熔体； ②高聚物溶液及悬浮液。 ③混炼胶、塑炼胶；
③混炼胶、塑炼胶，剪切作用的增加使得分子链 断链，导致分子量下降，粘度降低。 假塑性流体流动曲线见图4-3。
（2）膨胀型流体
增大 ，粒子相互碰撞，
导致润滑不足，流动阻力
增加，粘度上升。 特性：随 增加ηa 增加，即“剪切增稠”。
§1.3
聚合物的流变学性质
牛顿流体： 是指当流体以切变方式流动时，其切应力与剪 切速率间存在线性关系。 牛顿流体的流变方程式为 — —切应力，Pa； — —比例常数（粘度），牛顿粘度，
反映了牛顿流体抵抗外力引起流动变形的能力，Pa s；
— —单位时间内流体产生的切应变（剪切速率） 1 ,s
§1.3
聚合物的流变学性质
注射成型中近似具有假塑性流体性质的高聚物: 聚乙烯(PE) 聚氯乙烯(PVC) 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 聚丙烯(PP) ABS 聚苯乙烯(PS) 聚酯 热塑性弹性体
§1.3
聚合物的流变学性质
假塑性液体的剪切速率与切应力及表观粘度的 关系: 图a——切应力τ与剪切速率的关系； 图b——表观粘度ηa与剪切速率的关系。 ——聚合物熔体粘度对剪切速率具有依赖性， 且剪切速率的 增大可导致熔体 粘度的降低。
牛顿流体与非牛顿流体全解
（6）汤姆孙减阻效应 1948 年，汤姆(TOMS)在第1 届国际流变学会议上宣布了他 的减阻实验。将少量的聚甲基丙烯酸加入管内一氯代苯低分子 溶液的湍流中，在一定流量下，管内流动的摩擦阻力显著下降 ，这一现象称为减阻现象。由下图可以看出，当流动由层流转 变为湍流时，流线变密，流量增加，出现减阻现象。湍流减阻 可以使流量增大，对传热、传质有利。
1Pa s 1000 mPa s
3、流变方程中反映流体流变特性的参数只有一个 。对牛顿 流体来说，其流变方程只有一种形式。 4、典型的牛顿流体：水、甘油、低分子量的成品油，空气。 5、牛顿流体内部结构特点：单相流体、分散相浓度很低的假 均匀多相混合物流体。
（三）牛顿流体曲线：
剪切应力/剪切速率= tanα =恒定值， 由于牛顿流体的流动曲线是通过座标原点的直线，因此在 (即粘度 )均为恒定值。如前所述 任一剪切速率下求得的 / ，牛顿流体可通过求任意剪切速率下的剪切应力而求粘度。反 之，若已知粘度值，则可知该直线与横座标的夹角(tanα＝ )即 斜率，因此该流体的流动性就充分得到了说明。
大多数高分子溶液和乳状液具有明显的假塑性。 （3）剪切稠化流体：也称胀塑性流体，与假塑性流体相反 ，膨胀流体的表观粘度随切变速率增加而增大，这种现象称为 剪切增稠现象。 一些浓稠悬浮体、蛋白质及某些高分子溶液可表现出切力 增稠现象。 2、时变性非牛顿流体 这类流体的粘度函数不仅与应变速率有关，而且还与剪切 持续时间有关。大致可分为两类： （1）触变性和流凝性流体：随着切应力作用时间的延长， 表观粘度越来越小的流体叫做触变性流体；随着切应力作用时 间的延长，表观粘度越来越大的流体叫做流凝性流体，这种流 体在实际中非常少见。然而，在实际中我们遇到的触变性体系 较多，例如：某些粘土悬浮液、陈胶、溶胶及高聚合物可表现 出触变性。
什么是非牛顿流体
龙源期刊网 什么是非牛顿流体作者：高荣伟来源：《少儿科技》2019年第03期想明白什么是非牛顿流体，我们首先需要了解什么是牛顿流体。
在物理学领域内，人们将黏性流体分为牛顿流体和非牛顿流体。
所谓牛顿流体，就是符合牛顿黏性定律的流体，比如水、酒精、轻质油等。
根据这一定律，流体的黏度值是恒定的。
然而，人们研究后发现，并非所有流体的黏度值都不变。
非牛顿流体，就是不满足牛顿黏性定律的流体。
如果把非牛顿流体，比如太白粉的水溶液，放到盆里，你慢慢伸手进去，会感觉它像是液体;你用手使劲捶打它或在里面快速滑动，又会感觉它渐渐变得像固体。
1944年，科学家公开进行了一个有趣的实验：在一个有黏弹性流体（非牛顿流体的一种）的烧杯里旋转实验杆。
由于离心力的作用，牛顿流体表面会凹陷;黏弹性流体却向杯中心运动，并沿实验杆向上爬，表面凸起。
简单地说，非牛顿流体是一种很有“个性”的流体：如果你给它的压力大或让它快速运动，它就会变硬，具备一些固体的特性;你给它的压力小或不让它运动，它就会非常软，像液体一样。
非牛顿流体广泛存在于人体中，实际上，绝大多数生物流体都是非牛顿流体。
比如，人身上的血液、淋巴液、囊液等多種体液是非牛顿流体。
在食品领域中，非牛顿流体也普遍存在，比如番茄汁、蛋清、苹果浆、果酱、炼乳等。
在工业生产领域中，非牛顿流体也广泛存在，比如纸浆、油漆、油墨等。
在大自然中，非牛顿流体同样不算罕见，有石油、高含沙水流、泥石流……由于非牛顿流体涉及许多工业生产部门的工艺、设备、效率和产品质量，也涉及人的生活和身体状况，所以它越来越受到重视。
根据非牛顿流体的特性，科学家研发了新型液体防弹衣。
这种防弹衣比传统的防弹衣柔软，而且防弹性能更好，有一个昵称是“防弹蛋奶糊”，这是因为用于制作它的特殊液体材料与英国人常喝的蛋奶糊有点相似。
蛋奶糊被加热并被搅拌时会变稠，而这种特殊液体材料在受子弹撞击后会迅速变硬。
关于非牛顿流体的实验
关于非牛顿流体的实验非牛顿流体是一种特殊的流体，其粘度随剪切速率而变化。
与牛顿流体不同，非牛顿流体的粘度不是恒定的，而是随着剪切速率的增加而增加。
在自然界和工程领域中，非牛顿流体具有广泛的应用，例如泥浆、涂料、润滑油等。
为了更好地理解和研究非牛顿流体的性质，进行实验是十分必要的。
本文将介绍关于非牛顿流体的实验目的、实验原理以及实验步骤等内容。
一、非牛顿流体实验的目的1.了解非牛顿流体的基本性质：通过实验观察非牛顿流体在不同剪切速率下的粘度变化，从而了解其流变特性。
2.探究非牛顿流体与牛顿流体的区别：对比非牛顿流体和牛顿流体在剪切速率变化时的粘度变化，揭示两者之间的差异。
3.应用与发展：实验结果可以为工程领域中的非牛顿流体应用提供理论依据，促进相关技术的发展。
二、非牛顿流体实验的原理1.流变学原理：流变学是研究流体在受剪切作用下的形变规律的科学。
非牛顿流体的粘度是流变学中的一个重要参数，它反映了流体在剪切作用下的内部阻力。
2.剪切速率与粘度的关系：非牛顿流体的粘度与剪切速率之间存在一定的函数关系。
通过测量不同剪切速率下的粘度，可以得到非牛顿流体的流变曲线。
3.实验设备：实验过程中需要使用流变仪、粘度计等设备，这些设备可以测量非牛顿流体在不同剪切速率下的粘度。
三、非牛顿流体实验步骤1.准备实验材料：选择具有代表性的非牛顿流体，如泥浆、果酱等。
2.安装实验设备：将流变仪或粘度计按照说明书进行正确安装。
3.设定剪切速率：根据实验要求，设定不同的剪切速率。
4.测量粘度：在每种剪切速率下，测量非牛顿流体的粘度。
5.数据处理：根据实验数据，绘制非牛顿流体的流变曲线。
6.分析与讨论：分析实验结果，探讨非牛顿流体的性质以及与牛顿流体的区别。
通过以上实验步骤，可以深入了解非牛顿流体的性质，并为工程领域中的应用提供理论支持。
需要注意的是，在实验过程中要严格遵守操作规程，确保实验结果的准确性。
同时，根据实验结果，可以进一步研究非牛顿流体的流变机理，为优化非牛顿流体的应用提供科学依据。
非牛顿流体原理
非牛顿流体原理
非牛顿流体原理是指那些在外力作用下，其流动行为不遵循牛顿流体力学定律的物质。
与牛顿流体不同的是，非牛顿流体的粘度是随着应力变化而变化的，即其内部的粘滞力随剪切速率或剪切应力的不同而不同。
非牛顿流体可以分为剪切稀化流体和剪切增稠流体两种类型。
剪切稀化流体的粘度随着剪切应力的增加而减小。
这类流体的例子包括血液、果冻和塑料溶液等。
在剪切作用下，流体内部的微观结构会发生改变，使其粘度降低，流动性增强。
剪切增稠流体的粘度则随着剪切应力的增加而增加。
这类流体的例子包括淀粉水溶液、糊状物等。
在剪切作用下，流体内部的微观结构会形成或加强，使其粘度增大，流动性减弱。
非牛顿流体的存在和性质可以通过多种因素来解释，例如流体内部的多相结构、聚合物链的排列和交联等。
非牛顿流体的研究对于理解各种复杂的流体行为以及应用于各个工程领域具有重要意义。
总之，非牛顿流体的粘度随着剪切应力变化而变化，不符合牛顿流体的流动规律。
通过对非牛顿流体的研究，我们能够更好地理解和应用这些特殊的流体性质。
有趣的非牛顿流体
撷英篇在我们的生活中有种物质是坚硬和柔软的结合体，它就是非牛顿流体。
一、什么是非牛顿流体让我们来了解一下什么是非牛顿流体吧。
非牛顿流体的官方定义是指高分子聚合物的浓溶液和悬浮液等。
包括聚丙烯酰胺、聚乙烯、聚氯乙烯、赛璐珞、涤纶、橡胶溶液和各种工程塑料、化纤的熔体、溶液等。
其实在大自然和我们的生活中都存在非牛顿流体，石油、泥浆、纸浆、油墨、油漆、牙膏、泡沫、沥青等都是非牛顿流体。
食品中的番茄汁、淀粉液、蛋清、酱油、果酱、炼乳、熔化巧克力、面团、米粉团、以及鱼糜、肉糜等各种糜状食品物料也都是非牛顿流体。
还有绝大多数生物流体都属于上述定义的非牛顿流体，就连人身上的血液以及像细胞质那样的“半流体”也属于非牛顿流体。
二、非牛顿流体与牛顿流体的区别了解了非牛顿流体，新的问题来了，既然我们的生活中存在着许多的非牛顿流体，那与之相对应的牛顿流体又是什么呢？两者的区别是什么？其实自然界中许多流体都是牛顿流体。
例如水、酒精等大多数纯液体、轻质油、低分子化合物溶液以及低速流动的气体等均为牛顿流体。
牛顿流体在受力后极易变形，且切应力与变形速率成正比，属于低粘性流体，而不同于牛顿流体特性的流体一般被称为非牛顿流体。
从流体力学的角度来说，凡是服从牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体，反之称为非牛顿流体。
也就是牛顿流体就是像水一样的低粘性流体，凡是不属于低粘性的流体，例如淀粉液就称为非牛顿流体。
三、非牛顿流体的有趣特性虽然非牛顿流体属于液体，具有柔性，但它同时还具备遇强则强的特性，让我们来看看在它“身上”发生的有趣现象吧。
武侠小说中的武林高手，武艺高强，身负各种武林绝学，其中就有种叫“水上漂”的功夫，依靠轻功从水面上飞奔而过，这在现实生活中当然是不可能存在的。
而非牛顿流体却可以帮助我们实现“水上漂”的奇迹。
将一定比例的玉米淀粉和水搅拌均匀制成淀粉水，轻轻触碰时就像水一样，很容易将手指伸进去。
当你大力且快速地拍打时，淀粉水却变得十分坚硬，就像是拍在石头上一样。
牛顿流体与非牛顿流体汇总
二、牛顿流体
（一）牛顿流体的定义
牛顿流体的定义：当液体的流动曲线为通过座标原点的一 条直线时，我们把具有这种流动性质的液体称作牛顿流体， （在一定温度下和较宽的剪切速率范围内,粘度值保持恒定的称 为牛顿流体。） 在牛顿流体中,剪切应力与剪切速率是成线性关系的,关系式为:
: 粘度或粘性系数
表1-1中流体流变特性是按照以下几个分类标准划分的。 （ 1 ）按照流体是否符合牛顿内摩擦定律，分为牛顿流体 和非牛顿流体。 流变特性符合牛顿定律的为牛顿流体，牛顿流体是一种 与时间无关的纯粘性流体。反之，不符合的为非牛顿流体， 非牛顿流体又包括各种类型，如与时间无关和有关的流体、 粘弹性流体等。 （2）按照流体是否具有弹性，分为纯粘性流体和粘弹性 流体。 真实流体都是具有粘性的，若流体同时还具有弹性，则 称之为粘弹性流体，否则为纯粘性流体。 （3）按照流变性是否与时间有关，分为与时间无关的流 体和与时间有关的流体。
四、总结
一、流体流变特性的分类
表1-1 流体流变特性分类
纯粘性流体 与时间无关流体 牛 顿 流 体 假 塑 性 流 体 胀 塑 性 流 体 宾 汉 姆 流 体 屈 服 假 塑 性 流 体 卡 森 流 体 触 变 性 流 体
粘弹性流体 与时间有关流体 反 触 变 性 流 体 多 种 类 型
非牛顿流体
粘度单位为 Pa s ，粘度数值上等于单位速度梯度下流体所受 的剪应力。
（二）牛顿流体的特点：
1、牛顿流体流变曲线为通过原点的直线。
（著名的牛顿流体内摩擦定律） 2、 其中，剪切应力 的单位为Pa，剪切速率 的单位为s-1， 比例系数 为动力粘度，单位为 Pa s（帕秒），有时对某些粘 度较小的流体， Pa s 这种单位太大，而用 mPa s （毫帕秒 ）
牛顿流体与非牛顿流体全解课件
在食品工业中，糖浆、果汁等也 是牛顿流体，它们的流变性质对 食品的口感和加工过程有重要影
响。
03
非牛顿流体的基本性质
非牛顿流体的定义
非牛顿流体
在剪切力作用下，其剪切应力与 剪切速率之间呈非线性关系的流 体。
牛顿流体
剪切应力与剪切速率成正比关系 的流体。
非牛顿流体的流动特性
01
02
03
粘度
非牛顿流体的粘度随剪切 速率的变化而变化，表现 出复杂的流动特性。
近年来，随着实验技术和数值模拟方 法的发展，人们对非牛顿流体的理解 和应用能力不断提高。例如，科学家 们通过研究生物细胞的流动行为，发 现了细胞迁移的微观机制；在材料科 学领域，非牛顿流体的性质被用来设 计新型的高分子材料和纳米材料。
未来研究方向与展望
基础理论
应用研究
尽管非牛顿流体的研究已经取得了显 著的进展，但许多非牛顿流体的基础 理论仍然缺乏。未来，需要进一步发 展新的理论和模型，以更准确地描述 非牛顿流体的性质。
02
牛顿流体的基本性质
牛顿流体的定义
牛顿流体是指流体的应力应变关系满足牛顿定律的流体。在静止状态下，牛顿流 体的剪切力与剪切变形率成正比，即τ=μγ，其中τ为剪切应力，γ为剪切变形率 ，μ为流体的动力粘度。
牛顿流体具有粘性和弹性，但粘性是主导因素。
牛顿流体的流动特性
牛顿流体的流动特性可以用流体的粘性和弹性来描述。
化工行业
非牛顿流体在化工行业中 被用于材料的加工、输送 和储存等环节。
04
牛顿流体与非牛顿流体的实
验研究
实验设计
实验目的
通过实验研究，深入理解牛顿流 体和非牛顿流体的基本特性和性 质，掌握流体力学的基本原理。
流体力学第6章 非牛顿流体
牛顿流体：水、空气、甘油、汽油…… 非牛顿流体：泥浆、PAM水溶液、“三高”原油、熔体、胶体、血液……
2、非牛顿流体的分类
粘性流体的分类
牛顿流体
与 假塑性流体
纯
时 间 膨胀性流体
非
粘
无 宾汉流体(塑性流体)
性
关
牛
流
的 屈服-假塑性流体
顿
屈服-膨胀性流体
体 与 有 触变性流体
流
时关 间 的 震凝性流体
1
2
—— 卡森粘度
0 —— 卡森屈服应力
1
2
1 2
§7-2 非牛顿流体的圆管定常层流流动
这里仅介绍应用力平衡关系的方法来研究非牛顿流体的流动规律。
一、Stokes关系式
dp
流中体作在定压常力层梯流度流动dx 。的作用下，在圆管
在直的圆管内取一个半径为r、长度为L的圆柱形流体段。根据沿轴线力的平衡 条件，得：
1
C
p
n
n
1n
Rn
2KL 1n
∴
u2KpL1n1nnR1nn1R r1nn
（1）流量Q
1
QRu2rd rpn n R3n n1
0
2KL3n1
（2）平均流速 V
1
VQ R2 2 KpL n3nn1R1nn
（3）断面速度比
u V
3nn111
1n
rn
R
（4）压降△p
pQn1n3nn
2KL R13n
奶酪生产情景：奶酪从管 中流出后马上胀大
（4）无管虹吸
牛顿流体
粘弹性流体
高分子液体，如聚异丁烯的汽油溶液 和1%POX水溶液，或聚醣在水中的 轻微凝胶体系等很容易表演无管虹吸 实验。
非牛顿流体行为在工程流体力学中的研究与应用
非牛顿流体行为在工程流体力学中的研究与应用非牛顿流体是指在外力作用下具有与牛顿流体不同的流变性质的一类流体。
在工程流体力学中，研究和应用非牛顿流体的行为具有重要意义。
本文将探讨非牛顿流体的定义、特性以及在工程流体力学中的研究和应用方向。
首先，非牛顿流体与牛顿流体相比具有复杂的流变特性。
牛顿流体的黏度是恒定的，即黏度与剪切速率无关。
而非牛顿流体的黏度与剪切速率呈非线性关系，即黏度随剪切速率的变化而发生变化。
根据流变学的分类，非牛顿流体可以进一步分为剪切变稀非牛顿流体和剪切变稠非牛顿流体。
剪切变稀非牛顿流体指的是在剪切应力作用下黏度降低的流体，如血液、某些乳液等；剪切变稠非牛顿流体指的是在剪切应力作用下黏度增加的流体，如混凝土浆体、陶瓷浆体等。
在工程流体力学中，非牛顿流体的研究和应用具有广泛的领域。
首先，非牛顿流体在化学工程中的应用十分重要。
许多化学过程中涉及到非牛顿流体的反应、混合和传递等过程。
通过研究非牛顿流体的流变性质，可以更好地设计和控制化学工程中的流体传输系统，提高反应效率和产品质量。
其次，非牛顿流体的研究对于食品工程学有着重要的意义。
食品中常出现各种非牛顿流体，如果酱、奶酪、面粉浆等。
研究非牛顿流体的物理性质和流变特性，可以指导食品加工中的流体运动和质量控制，改善食品的口感和质地。
同时，在地质工程、石油工程和生物医学领域，非牛顿流体的研究和应用也具有重要的价值。
例如，在油井勘探和开发中，非牛顿流体的模拟和分析可以提高油井产量和采油效率。
在生物医学领域，研究非牛顿流体可以帮助我们理解生物体内的输运过程，为药物输送和治疗方案设计提供参考。
此外，非牛顿流体的研究也在风力发电、水力发电和流体输送等领域有重要应用。
例如，在风力发电机翼表面涂层的设计中，非牛顿流体的流变特性可以改善空气动力学性能，并减小阻力。
在液体输送管道中，研究非牛顿流体的输送特性可以提高输送效率和降低能耗。
最后，非牛顿流体的研究也对材料科学和制造工程具有重要意义。
物理化学粘度法教案中的牛顿流体与非牛顿流体
物理化学粘度法教案中的牛顿流体与非牛顿流体在物理化学的实验教学中，粘度是一个重要的概念和实验参数。
粘度法是通过测量流体的阻力来确定它的粘度，从而研究流体的性质和行为。
在粘度法教案中，我们经常遇到两种不同类型的流体：牛顿流体和非牛顿流体。
一、牛顿流体牛顿流体是指在应力和应变之间满足线性关系的流体。
也就是说，当我们施加一个力使得流体发生形变时，其应力与应变之比保持不变。
根据牛顿的流体力学定律，牛顿流体的粘度是一个恒定值，在不同的剪切速率下都保持不变。
牛顿流体的流动规律非常简单，它们的黏度只取决于温度和压力，而与流体本身的形变历史无关。
不同牛顿流体的黏度可通过粘度计进行测量，常见的牛顿流体有水、空气等。
在实验教学中，研究牛顿流体的粘度特性，可以帮助学生理解流体的基本性质和流体力学的基本定律。
二、非牛顿流体与牛顿流体不同，非牛顿流体的粘度不是一个恒定值，而是与流体的剪切速率和剪切应力有关。
换句话说，非牛顿流体的粘度取决于流体本身的内部结构和形变历史。
在非牛顿流体中，我们常常遇到两种类型的流变行为：剪切稀释和剪切增稠。
剪切稀释是指随着剪切速率的增加，流体的粘度减小，形如逆变性。
剪切增稠则是指随着剪切速率的增加，流体的粘度增加，形如正变性。
非牛顿流体的粘度特性对于工程应用和科学研究具有重要意义。
例如，在化学工艺中，粘度的变化可以影响反应速率和产物纯度；在生物学中，粘度的变化可以影响细胞的运动和代谢过程。
因此，在物理化学粘度法的教学中，引入非牛顿流体的概念和实验操作，可以帮助学生更好地理解和应用流体力学的原理。
三、粘度法实验教学1. 实验目的通过测量流体的阻力和确定其粘度，掌握牛顿流体和非牛顿流体的性质和行为。
2. 实验器材和试剂（根据具体实验内容列举所需的装置和试剂）3. 实验方法（根据具体实验内容描述实验的步骤和操作）4. 数据处理与分析通过实验数据计算流体的粘度，并绘制粘度与剪切速率的关系曲线，分析流体的流变特性和粘度变化规律。
非牛顿流体力学及其应用
非牛顿流体力学及其应用
非牛顿流体力学是指那些在剪切应力下，其粘度不是恒定的流体。
与牛顿流体不同，非牛顿流体的粘度随剪切速率和剪切应力的大小而变化，其流动规律也更加复杂。
非牛顿流体的研究既有理论的探究，也有广泛的应用。
在理论研究方面，非牛顿流体的运动规律是基于黏滞应力和剪切应力之间的关系展开的。
在数学上，可以通过各种模型和方程式来描述非牛顿流体的运动。
其中，最为广泛使用的是Maxwell模型、Bingham模型和Power-law模型等。
通过这些模型，我们可以研究非牛顿流体的流动行为、流态转换、稳定性和流量控制等问题。
在应用方面，非牛顿流体的应用非常广泛，尤其在制造业、食品加工、油田开采和医学等领域。
在制造业中，非牛顿流体的应用涉及到金属、陶瓷、高分子、玻璃等材料的加工过程。
在食品加工中，非牛顿流体被广泛应用于酱料、果酱、糖浆等的生产过程，以及巧克力、冰淇淋、奶油等的加工中。
在油田开采中，非牛顿流体的应用可以帮助优化油井的生产过程。
在医学方面，非牛顿流体的应用涉及到药品的输送、人体内部的流体运动以及生物流体的改性等问题。
总的来说，非牛顿流体力学的研究和应用具有重要的意义。
通过深入研究非牛顿流体的流动规律和特性，我们可以更好地掌握这些流体的行为，为相关领域的设计和开发提供有益的指导和支持。
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牛顿内摩擦定律解释牛顿流体与非牛顿流体的区别
牛顿内摩擦定律解释牛顿流体与非牛顿流体的区别1、含义不同牛顿流体：任一点上的剪应力都同剪切变形速率呈线性函数关系的流体称为牛顿流体。
非牛顿流体：非牛顿流体，是指不满足牛顿黏性实验定律的流体，即其剪应力与剪切应变率之间不是线性关系的流体。
非牛顿流体广泛存在于生活、生产和大自然之中。
2、粘度不同牛顿流体：剪切力/剪切率=恒定值，流体的粘度值都是恒定不变的。
非牛顿流体：剪切力/剪切率≠恒定值，即粘度是个变化量，引起其变化的常见的因素是剪切率、时间等。
牛顿流体举例：自然界中许多流体是牛顿流体。
水、酒精等大多数纯液体、轻质油、低分子化合物溶液以及低速流动的气体等均为牛顿流体。
非牛顿流体举例：人身上血液、淋巴液、囊液等多种体液，以及像细胞质那样的“半流体”都属于非牛顿流体。
扩展资料：非牛顿流体的特性：1、射流胀大如果非牛顿流体被迫从一个大容器，流进一根毛细管，再从毛细管流出时，可发现射流的直径比毛细管的直径大。
射流的直径与毛细管直径之比，称为模片胀大率。
对牛顿流体，它依赖于雷诺数，其值约在0.88～1.12之间。
而对于高分子熔体或浓溶液，其值大得多，甚至可超过10。
一般来说，模片胀大率是流动速率与毛细管长度的函数。
模片胀大现象，在口模设计中十分重要。
聚合物熔体从一根矩形截面的管口流出时，管截面长边处的胀大，比短边处的胀大更加显著。
尤其在管截面的长边中央胀得最大。
因此，如果要求生产出的产品的截面是矩形的，口模的形状就不能是矩形，而必须是四边中间都凹进去的形状。
2、爬杆效应1944年Weissenberg在英国伦敦帝国学院，公开表演了一个有趣的实验：在一只有黏弹性流体的烧杯里，旋转实验杆。
对于牛顿流体，由于离心力的作用，液面将呈凹形。
而对于黏弹性流体，却向杯中心流动，并沿杆向上爬，液面变成凸形，甚至在实验杆旋转速度很低时，也可以观察到这一现象。
在设计混合器时，必须考虑爬杆效应的影响。
同样，在设计非牛顿流体的输运泵时，也应考虑和利用这一效应。
牛顿流体与非牛顿流体的区别
牛顿流体与非牛顿流体的区别之勘阻及广创作上周我讲了粘度的概念，根据牛顿模型，即公式：粘度=剪切力/剪切率。
这是旋转式粘度计的丈量原理。
而实验室丈量粘度方法基本都是旋转式丈量；其他丈量粘度方法请参考PPT。
本周我们要说的内容就是流变原理，但是万变不离其宗，还是围绕粘度定义的公式来说。
因为粘度的变更多变，这才有粘度计、流变仪的发展空间。
下面介绍的内容就是流变学的一部分----流体变更特性。
一、牛顿流体与非牛顿流体：根据牛顿的理论，流体的粘度值都是恒定不变的，如水、酒精、轻质油等。
实际上，通过后人的研究发现流体的粘度其实不是恒定不变的。
牛顿流体的粘度：剪切力/剪切率=恒定值；非牛顿流体粘度：剪切力/剪切率≠恒定值；即粘度是个变更量；引起其变更的罕见的因素是剪切率、时间等。
二、流变曲线：事实上大多数的流体是非牛顿流体，物料随着剪切率或时间的变更会改变。
因此，在一定的条件下丈量的粘度值纷歧样，所测得的粘度值是个曲线而不是一个恒定的常数。
牛顿流体的曲线：剪切力/剪切率=tanα是个常数；非牛顿流体的粘度曲线大致分两类，一种是剪切变稠，一种是剪切变稀；剪切变稀指的是随剪切率的增加粘度减小，物料越剪切越稀，剪切变稠与此相反；具体分有六种，如下：（imaging all these examples）1）假塑性：如酱，纸浆等；特点：粘度随剪切率的增加而减小；粘度随剪切率的减小而增加；剪切率的变更不管增大或是减少，都在同一条曲线上，这种特性叫假塑性。
2）塑性：如口香糖，焦油等；特性描述：粘度随剪切率增加而减少；剪切力达到一定值时方才有剪切率的变更；如图中的yield部分，我们称之为屈服应力。
流体克服屈服应力后方才发生流动变形。
单向。
口香糖正常状态下是固体，你咬了一口后马上软化，咬下那一口的力就是物料的屈服应力。
3）膨胀性：如花生浆，湿沙子等；特性：剪切变稠，如湿的沙子，粘度随着剪切率的增加而增大；剪切率越高，剪切力越大；4）触变性：如蜜糖，猪油，淀粉等；特性：粘度随时间变更减少，剪切变稀。
牛顿流与非牛顿流的区别
牛顿流与非牛顿流的区别引言牛顿流和非牛顿流是在流体力学领域中常用的两种流体运动模型。
牛顿流体遵循牛顿黏度定律，即黏度随着剪切速率的增加而保持不变；而非牛顿流体则不符合该定律。
本文将对牛顿流和非牛顿流的特点和区别进行探讨。
牛顿流的特点牛顿流体的特点如下：1. 黏度恒定：牛顿流体的黏度独立于剪切速率，对于不同的剪切速率，其流动行为始终一致。
2. 线性剪切应力-剪切速率关系：牛顿流体的剪切应力与剪切速率成正比。
3. 稳定流动性：牛顿流体在正常情况下可以保持稳定的流动状态，不会出现复杂的流动流型。
非牛顿流的特点非牛顿流体相较于牛顿流体，其特点如下：1. 非线性剪切应力-剪切速率关系：非牛顿流体的剪切应力与剪切速率之间存在非线性关系，即随着剪切速率的变化，黏度也会发生变化。
2. 时间依赖性：非牛顿流体的流动行为与时间有关，即流动特性会随着时间的推移而发生变化。
3. 复杂流动性：非牛顿流体在流动过程中可能出现多种不同的流动模式和流动现象，如层流、湍流和涡旋等。
区别和应用领域根据以上特点，牛顿流和非牛顿流的主要区别如下：1. 黏度特性不同：牛顿流液体的黏度保持恒定，而非牛顿流液体的黏度随剪切速率的变化而变化。
2. 流动行为不同：牛顿流体具有稳定的流动性，而非牛顿流体的流动行为可能更为复杂且时变。
3. 适用领域不同：由于非牛顿流体的特殊性质，它在一些领域中具有更广泛的应用，如食品加工、医药领域以及聚合物液体等。
在工程和科学的实际应用中，了解牛顿流和非牛顿流的区别对选择合适的流体模型至关重要。
无论是进行流体力学计算还是探索可行的加工方式，对流体的黏度和流动行为的了解都能帮助工程师和科学家做出正确的决策。
结论牛顿流和非牛顿流是流体力学中两种常见的流体运动模型。
牛顿流体的黏度恒定，流动行为稳定，而非牛顿流体的黏度随剪切速率的变化而变化，流动行为可能更为复杂且时变。
了解牛顿流和非牛顿流的区别有助于在实际应用中选择合适的流体模型，并进行正确的工程设计和科学研究。
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牛顿流体与非牛顿流体的区别
上周我讲了粘度的概念，根据牛顿模型,即公式：粘度=剪切力/剪切率。
这是旋转式粘度计的测量原理。
而实验室测量粘度方法基本都是旋转式测量;其他测量粘度方法请参考ＰPT。
本周我们要说的内容就是流变原理，但是万变不离其宗，还是围绕粘度定义的公式来说。
因为粘度的变化多变,这才有粘度计、流变仪的发展空间。
下面介绍的内容就是流变学的一部分----流体变化特性。
一、牛顿流体与非牛顿流体:
根据牛顿的理论,流体的粘度值都是恒定不变的，如水、酒精、轻质油等。
实际上,通过后人的研究发现流体的粘度并不是恒定不变的。
牛顿流体的粘度：剪切力/剪切率=恒定值;
非牛顿流体粘度:剪切力/剪切率≠恒定值；即粘度是个变化量；引起其变化的常见的因素是剪切率、时间等。
二、流变曲线：
事实上大多数的流体是非牛顿流体，物料随着剪切率或时间的变化会改变。
因此，在一定的条件下测量的粘度值不一样，所测得的粘度值是个曲线而不是一个恒定的常数。
牛顿流体的曲线:
剪切力/剪切率＝tanα是个常数;
非牛顿流体的粘度曲线大致分两类，一种是剪切变稠，一种是剪切变稀；
剪切变稀指的是随剪切率的增加粘度减小，物料越剪切越稀,剪切变稠与此相反;
具体分有六种，如下:(imaｇing alｌ tｈesｅ eｘamples)
1）假塑性:如酱,纸浆等；
特点:粘度随剪切率的增加而减小;粘度随剪切率的减小而增加；
剪切率的变化不管增大或是减少,都在同一条曲线上，这种特性叫假塑性。
2）塑性:如口香糖，焦油等；
特性描述:粘度随剪切率增加而减少；
剪切力达到一定值时方才有剪切率的变化;如图中的yield部分，我们称之为屈服应力。
流体克服屈服应力后方才产生流动变形。
单向。
口香糖正常状态下是固体，你咬了一口后马上软化，咬下那一口的力就是物料的屈服应力。
3）膨胀性:如花生浆,湿沙子等;
特性：剪切变稠,如湿的沙子，粘度随着剪切率的增加而增大；
剪切率越高，剪切力越大；
4）触变性:如蜜糖，猪油，淀粉等;
特性：粘度随时间变化减少，剪切变稀。
相同剪切率下，剪切率减小时粘度小于剪切率增加时的粘度。
5)流凝性:如水中的石膏；
特性:粘度随时间的变化而增加,剪切变稠。
相同剪切率下，剪切率减小时的粘度大于剪切率增加时的粘度。
以上就是牛顿流体与非牛顿流体的区别,而我们平时接触的大多数物料都是非牛顿流体。
物料粘度变化曲线各不相同,为了能用科学的方法来对物料的粘度特性进行描述，因此有了流变仪。