工业流变学

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流变学概述方案范文

流变学概述方案范文流变学是研究物质应变和应力之间关系的学科，其研究对象是液体和固体的变形在力学上的表现。

流变学的研究有助于我们了解材料的力学特性以及其在实际应用中的行为。

本文将概述流变学的基本概念、应变应力关系、流变学的应用以及流变学的研究方法和实验设备。

流变学的基本概念：流变学研究的主要对象是物质在受力作用下发生的变形现象。

物质的变形可以分为弹性变形和塑性变形两种情况。

弹性变形是指物质在受力作用下发生的可逆性变形，也就是物质在去除外力后能恢复到原始形态的变形。

而塑性变形则是指物质在受力作用下发生的不可逆性变形，去除外力后无法完全恢复到原始形态。

应变应力关系：在进行流变学研究时，我们需要了解物质的应变与应力之间的关系。

应变是指物质在受力作用下所发生的变形程度，可以分为线性应变和非线性应变。

线性应变是指物质在受力作用下的变形与受力大小成正比，而非线性应变则是指物质在受力作用下变形与受力大小不成正比。

应力是指物质在受外力作用下产生的内部分子力，可以分为剪切应力和正应力。

剪切应力是指在物质内部的平面上，垂直于该平面的单位面积上所受的力，而正应力则是指物质内部特定点沿垂直于该点的方向上的单位面积上所受的力。

流变学的应用：流变学在许多领域中有广泛的应用，例如制药、化妆品、食品加工、材料工程等。

对于这些领域的应用，流变学可以帮助我们了解物质的黏度、流动性、变形性等性质，从而指导实际生产和应用过程。

比如，在制药工业中，流变学可以帮助我们控制粘度，确保药品的质量和稳定性。

在食品加工领域，流变学可以帮助我们改善食品的质地和口感。

在材料工程领域，流变学可以帮助我们改善材料的加工过程，提高材料的性能。

流变学的研究方法和实验设备：流变学的研究方法用于测量和分析物质的流变行为。

常见的流变学实验方法和设备包括旋转式流变仪、振荡式流变仪、剪切式流变仪等。

旋转式流变仪通过旋转圆盘或圆柱体来测量物质的黏度和流动性。

振荡式流变仪则通过振荡电机来模拟物质的变形情况。

流变学在化工工艺中的应用分析

流变学在化工工艺中的应用分析流变学是研究物质在应力作用下变形和流动规律的科学。

在化工工艺中，流变学的应用非常广泛。

本文将从流变学的基本概念和原理开始，分析流变学在化工工艺中的应用，包括污泥处理、涂料涂层、塑料加工等方面。

首先，流变学在污泥处理中的应用十分重要。

污泥是生活污水和工业废水处理过程中产生的一种含有水分的浓稠物质。

由于污泥中含有许多固体颗粒，因此对于污泥的流动性和黏稠度的了解是非常重要的。

通过流变学的测量和分析，我们可以确定污泥的黏度、剪切应力和剪切速率之间的关系。

这可以帮助工程师们选择适当的污泥挤压设备、搅拌设备和输送设备，以保证污泥的稳定处理和高效率运输。

其次，流变学在涂料涂层工艺中的应用也非常广泛。

涂料是一种常用的表面保护材料，广泛应用于建筑、汽车、航空等各个领域。

在涂料的制备和施工过程中，了解涂料的流变性能对于保证涂装质量和施工效率至关重要。

通过流变学的研究，可以测定涂料的粘度、流动性和过渡温度等参数，并且确定涂料的流变类型（如牛顿流体、剪切稀化流体等）。

这些参数的掌握可以帮助工程师们优化涂料的配方和调整施工工艺，使得涂料在施工过程中具有适当的流动性和涂层厚度，从而获得高质量的涂装效果。

此外，流变学在塑料加工中也起着重要的作用。

塑料是一种流变性能非常复杂的材料，在加工过程中经历了熔融、塑化、流动、冷却等多个阶段。

流变学可以帮助工程师们了解塑料的熔融流动性、热稳定性和流动性等特性。

通过对塑料的流变性能的研究，可以优化塑料加工工艺流程，选择适当的模具和机器设备，并且有效地预测塑料制品的变形和缺陷。

此外，流变学还广泛应用于化工反应器的设计和优化。

在化学反应过程中，了解反应物料在反应器中的流动规律和变形规律非常重要。

通过流变学的研究，可以测定反应物料的粘度、黏度和剪切应力等参数，并根据这些参数优化反应器的结构和操作条件，提高反应效率和产物质量。

总结起来，流变学在化工工艺中的应用非常广泛，并且对于保证工艺的高效性、质量和安全性至关重要。

流变学的研究方法流变学从一开始就是作为一门试验基础学科发展

流变学的研究方法流变学从一开始就是作为一门实验基础学科发展起来的，因此实验是研究流变学的主要方法之一。

它通过宏观试验，获得物理概念，发展新的宏观理论。

例如利用材料试件的拉压剪试验，探求应力、应变与时间的关系，研究屈服规律和材料的长期强度。

通过微观实验，了解材料的微观结构性质，如多晶体材料颗粒中的缺陷、颗粒边界的性质，以及位错状态等基本性质，探讨材料流变的机制。

对流体材料一般用粘度计进行试验。

比如，通过计算球体在流体中因自重作用沉落的时间，据以计算牛顿粘滞系数的落球粘度计法；通过研究的流体在管式粘度计中流动时，管内两端的压力差和流体的流量，以求得牛顿粘滞系数和宾厄姆流体屈服值的管式粘度计法；利用同轴的双层圆柱筒，使外筒产生一定速度的转动，利用仪器测定内筒的转角，以求得两筒间的流体的牛顿粘滞系数与转角的关系的转筒法等。

对弹性和粘弹性材料的实验方法分为蠕变试验、应力松弛试验和动力试验三种：对材料进行蠕变实验一般有对材料试件施加恒定的拉力，以研究材料的拉伸蠕变性能的拉伸法；在专门的剪力仪中对材料施加恒定的剪力，研究材料的剪切蠕变性能；利用三轴仪，对材料试件施加轴向应力和静水压力，研究材料的单向或三向压缩蠕变性能；利用扭转流变仪，对材料试件施加恒定的扭力，研究材料的扭转蠕变性能；以及在粱形试件上施加恒定的弯矩，研究材料挠度蠕变性能的弯曲法等。

应力松弛实验是将材料试件置于应力松弛试验仪上，使试件产生一恒定的变形，测定试件所受应力随时间的衰减，研究材料的流变性能，也可以计算材料松弛时间的频谱。

这种试验也可在弯曲流变仪、扭转流变仪、压缩流变仪上进行，此法适用于高分子材料和金属材料。

除蠕变和应力松弛这类静力试验外，还可进行动力试验，即对材料试件施加一定频谱范围内的正弦振动作用，研究材料的动力效应。

此法特别适用于高分子类线性粘弹性材料。

通过这种试验可以求得两个物理量：由于材料发生形变而在材料内部积累起来的弹性能量；每一振动循环的能量耗散。

流变学的研究及其应用

第15卷第1期粉末冶金材料科学与工程2010年2月V ol.15 No.1Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy Feb. 2010流变学的研究及其应用谢元彦，杨海林，阮建明(中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙410083)摘要：流变学是研究材料的流动与变形的科学，在粉末冶金等工业生产及日常生活中有着广泛的应用。

流变学的主要研究对象是非牛顿流体。

该文先介绍流体的概念及分类，并对非牛顿流体作进一步分类和举例；接着叙述非牛顿流体的流变特性及其在生产和生活中的应用；然后介绍流变学的前沿领域，如：细胞流变学、液晶高分子流变学、电流变学等；最后展望未来，认为流变学对世界的影响越来越大，具有广阔的发展前景。

关键词：流变学；非牛顿流体；应用中图分类号：TQ021.1 文献标识码：A 文章编号：1673-0224(2010)1-01-07Study and applications of rheologyXIE yuan-yan, YANG Hai-lin, RUAN Jian-ming(State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, Changsha 410083, China)Abstract: Rheology is a science which studys flow and deformation of materials, widely used in industrial production including powder metallurgy and daily life. The main object of rheology is to study non-Newtonian fluid. The present paper introduces the concept of fluid and its classification, in which non-Newtonian fluids have been further classified and given examples. The rheological behaviors of non-Newtonian fluid and its applications in industry and daily life, the forefront fields of rheology including cytorheology, liquid crystalline polymer rheology and electrorheology have also been described. Finally, looking forward to the future, it is considered as that the influence of the rheology on the world becomes more and more great, and it has broad prospects for development.Key words: rheology; non-newtonian fluid; application流变学是研究流动与变形的科学，它是如此深奥神秘，即使在没有重大工业动机和投入的情况下，也在吸引着无数学者[1]。

第六章流变学

从微观结构上来看，胀性体系的悬浮体是高浓度的，固含量高达40%以上，润湿性能良好；震凝性体系的固含量很低仅1-2%左右，而且粒子完全不是对称性的，因此形成凝胶完全是粒子定向排列的结果。但震凝性体系并不很多。

触变性是指一些体系在搅动或其他机械作用下，能使凝胶状的体系变成流动性较大的溶胶，静置一段时间后又恢复原来的凝胶状态。超过一定浓度的Fe(OH)3、V2O5溶胶以及粘土泥浆、油漆等均有这种性质。
8.2 粘度的测定

测定粘度是研究流变学的最基本方法，测定方法有多种，如落球法、振动法、毛细管流动法和转筒法等。
8.2.1 毛细管粘度计---液体的管式流动

毛细管粘度计是测定粘度的最常用方法之一。其基本原理是在一定压力下液体通过一定长度和半径的毛细管，测定它的流速就能计算液体的粘度。

常见的毛细管粘度计有Ostwald型和Ubbelohde型两种。

只有悬浮体粒子浓度达到彼此可以相互接触时才会有塑性现象。
8.5

假塑性体系羧甲基纤维素、淀粉、橡胶等高分子溶液均为假塑性体系。

特点是体系没有屈服值，流变曲线从原点开始，粘度不是一个固定不变的常数。

与牛顿流体的差别在于有不对称取向，在高切速率下转而定向，粘度不再变化。
8.6 胀性体系

达到新平衡所需的时间叫做松弛时间，此过程叫松弛过程。在外力作用下，体系内部会有应力产生，开始时应力很大，然后随时间应力逐渐松弛下来，这个过程叫应力松弛效应。
8.8.2 Weissenberg效应

Weissenberg效应是粘弹性的另一重要特征，1947年提出。如果搅棒在粘弹性液体内搅动，液体会沿着棒向上爬，爬的高度决定于液体的粘弹性和棒的旋转速率，这种能克服地心引力和本身旋转离心力而又与切力方向无关的现象，称为

工程学基础中的流变学

工程学基础中的流变学工程学是一门研究应用科学与工程技术相结合的学科，它涵盖了多个领域，其中最具代表性的是土木工程、机械工程和化学工程。

其中，流变学被广泛应用于这些领域中。

流变学是研究物质变形和流动特性的一门科学，它对于工程设计和材料选择有着不可估量的作用。

1. 流体力学流体力学研究物质的流动，而流变学则研究物质的变形和流动规律。

流变学的基本理论是黏弹性理论，它描述了物质在各种应力作用下的变形和流动规律。

在工程学基础中，很多领域都需要应用流体力学和流变学的理论知识。

例如，在土木工程中，我们需要研究水和淤泥在土壤中的流动，结构工程中需要研究各种材料在应力下的变形规律，化学工程中需要研究不同物质在反应过程中的变形和流动规律。

2. 工程材料工程材料在应用中，尤其是在化学工程和机械工程中，需要经历各种应力和变形。

因此，了解材料的流变学特性的知识对于材料选择和设计具有重要的参考价值。

例如，在材料中加入膨润土和纳米材料可以提高材料的强度和韧性，对于设计新的结构材料非常有用。

此外，流变学的研究还能帮助我们研究环境问题。

例如，我们可以研究塑料垃圾在水中的流动性和吸附力，同时探索经济环境中的污染洛流动规律。

3. 工业应用流变学的理论知识已成为解决工业生产中工艺问题的关键性技术。

工业流程需要对材料的变形和流动特性进行定量分析，这是制造高质量产品的重要条件。

例如，在化学工业生产中，过程控制需要研究化学反应中物料的流动性和变形特性。

在塑料和橡胶生产中，流体输送管道设计需要考虑液体的黏度和物料的变形特性。

在油气开采和加工中，需要考虑复杂介质的流动规律和变形情况，这对于工业生产过程中的节能和环境污染控制具有重要的参考价值。

工程学基础中的流变学是一门重要的学科，它对于各种工程应用有着举足轻重的作用。

了解流变学的理论知识，可以帮助工程师更好地了解物料变形和流动规律，并设计出高质量和高效率的生产流程。

同时，在环境问题方面，研究物料流动情况可以帮助我们更好地理解污染物质在大气、地下水和土壤中的传播规律。

流变学原理

流变学原理流变学原理是研究物质在外力作用下的变形和流动特性的学科。

它是材料科学和工程学中的重要分支，广泛应用于工业生产和科学研究中。

流变学原理的研究对于了解物质的结构和性能具有重要意义，可以指导材料的设计和制备过程。

下面将详细介绍流变学原理的相关内容。

流变学原理的研究对象是流体和固体材料。

流体是指具有流动性质的物质，如液体和气体；固体是指具有一定形状和体积的物质。

流变学原理主要关注物质在外力作用下的变形行为，即物质的形状和体积发生改变。

物质的变形行为与外力的大小和方向有关，同时也受到物质本身的性质和结构所影响。

流变学原理的基本假设是物质的变形是连续的，即物质的各个部分之间不存在断裂或滑动。

根据这一假设，流变学原理可以通过实验和理论分析来研究物质的变形行为。

实验方面，流变学原理利用流变仪器对物质进行测试，获取物质在不同应力条件下的变形数据。

理论方面，流变学原理建立了描述物质变形行为的数学模型，通过数学分析和计算来预测物质的流变性能。

在流变学原理中，最重要的参数是应力和应变。

应力是物质受到外力作用时的反应，可以理解为单位面积上的力的大小。

应变是物质在外力作用下发生的形变，可以理解为单位长度上的变化量。

应力和应变之间的关系可以用应力-应变曲线来表示，曲线的斜率代表了物质的刚性和变形能力。

根据物质的不同性质，流变学原理可以分为液体流变学和固体流变学。

液体流变学研究液体在外力作用下的变形和流动特性。

液体的流变行为与其黏性和粘度有关，黏性越大，流体的阻力越大，流动越困难。

固体流变学研究固体材料在外力作用下的变形和流动特性。

固体的流变行为与其弹性和塑性有关，弹性固体在受力后可以恢复原状，塑性固体在受力后会发生形变而无法恢复。

流变学原理的研究不仅可以应用于工业生产中的材料设计和工艺改进，还可以用于科学研究中的材料性能评估和理论验证。

例如，在涂料工业中，流变学原理可以用来研究涂料的流动性和涂覆性能，优化涂料的配方和施工工艺。

湖北工业大学流变学复习资料

湖北工业大学流变学复习资料湖北工业大学流变学复习参考题型挑选填空题直观综合仅供参考第一章：绪论1.何谓流变学（rheology）?流变学就是研究和阐明物质或材料流动和变形规律的科学。

就是化学、力学和工程学交叉的交叉学科。

2.流变学分支和方法论地位流变学分支:高分子流变学、石油工程流变学、食品流变学、悬浮液流变学、地质流变学、泥石流流变学、固体流变学（金属加工流变学、岩石流变学）、非牛顿流体流变学、分形体流变学、生物流变学和血液流变学，光、电、磁流变学、日用化工流变学、表面活性剂流变学、界面流变学（至少记住5个p1）方法论地位:流变学本身即为彰显出来朴素的实事求是观点，具备方法论促进作用，可以与多种学科交叉，构成代莱学科分支。

？3.流变学主要研究对象：非牛顿流体的流变特性、粘弹性材料的流变特性、流变测量技术、流变状态方程，即本构方程（揭示物质受力和变形的本质规律。

例：牛顿粘性定律、胡克定律）。

4.流变学与化学工程的关系/流变学与日用化工（重化工？）的关系化学工程：单体聚合反应、高分子加工、乳化过程与流体的流变行为密切相关。

必须研究其传达和反应过程、设计反应器、工程压缩，必须对演变过程特性存有明晰重新认识。

流变学提供材料的流变状态方程，用于解决非牛顿流体的动量传递问题，并进一步为非牛顿流体的热质传递和反应工程提供基础。

流变学是非牛顿流体化学工程的重要理论基础之一。

日用化工：日用化学品（膏霜、乳液）为多组分、多相态的非牛顿流体。

日用化工过程为非牛顿流体的制造过程。

1）乳液、泡沫的稳定性：包含热稳定性、耐剪切稳定性、储存稳定性等（表面粘度、表面弹性）2）产品的涂敷性：光滑性和涂敷深浅性能3）抽走能力，屈服应力4）增稠性：各种流变性调节剂（粘多糖、聚丙烯酸等）5）流平性指甲油等6）触变性膏霜、牙膏7）流动控制能力在洗衣粉料浆中加入适量甲苯磺酸钠，调节降低粘度，使之易于喷粉成型。

5.非牛顿流体的特殊性质：剪切变稀、剪切减仁和、屈服应力、触变性、粘弹性、爬竿效应、湍流减阻效应（toms效应）、无管虹吸现象、挤出胀大6.非牛顿流体的触变性：若流体的应力或粘度随剪切时间的增大而减小，并最终达到平衡粘度，该特性称为正触变性，简称触变性。

Rheology(流变学基础)概述

➢ 触变性的测定可以通过计算滞后环状曲线所包围的面积，推测由触变流动而产生的结构的破坏和恢复原来状态的程度。通过这种方法可以控制制剂的特性和产品的质量。
三.粘弹性(Viscoelasticity)
➢ 高分子物质或分散体系具有粘性(viscosity)和弹性 (elasticity)双重特性，称之为粘弹性。
➢ 其原因主要是随着温度的升高凡士林的蜡状骨架基质产生崩解，另一方面，液体石蜡聚乙烯复合型软膏基质，通常在温度发生变化的条件下能够维持树脂状结构。
剂型设计和制备工艺过程中流变学的主要应用领域
➢ 应力缓和(stress relaxation)：物质被施加一定的压力而变形，并使其保持一定应力时，应力随时间而减少，此现象称为应力缓和。
➢ 蠕变性(creep)：对物质附加一定的重量时，表现为一定的伸展性或形变，而且随时间变化，此现象称为蠕变性。
对于这种粘弹性，我们用弹性模型化的弹簧和把粘性通过模型的缓冲器的复合型模型加以表示：
➢ Mervine和Chase提出混悬剂在贮藏过程中切变速度小，显示较高的粘性，切变速度变大，显示较低的粘性。即混悬剂在振摇、倒出及铺展时能否自由流动是形成理想的混悬剂的最佳条件。
表现假塑性流动的西黄蓍胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠等物质，具有上述性能。图中用牛顿流体性质的甘油为对照组进行实验，结果说明，甘油的粘性作为悬浮粒子的助悬剂较为理想。如果从容器中到出以及在皮肤表面涂膜时其粘度较高,由于甘油本身的稠度较大，且吸湿性高，所以不经稀释则无法使用。触变性物质在静置状态下可形成凝胶，经振摇后转变为液状。
基质。
（二）流变学在乳剂中的应用
➢ 乳剂在制备和使用过程中往往会受到各种切变力的影响。在使用和制备条件下乳剂的特性是否适宜，主要由制剂的流动性而定。例如，为了使皮肤科用的制剂或化妆品达到其质量标准，必须调节和控制好制剂的伸展性。另外，为了使皮肤注射用乳剂容易通过注射用针头，且容易从容器中倒出以及使乳剂的特性适合于工业化生产工艺的需要，掌握制剂处方对乳剂流动性的影响非常重要。

中国石油大学(北京)工业流变学考试要点

第一章习题1. 简述流变学的定义流变学是研究材料在外力作用下流动与形变规律的科学。

材料包括固体和流体，外力为动力，流动与形变称为动力的响应。

2. 何为本构方程？流变方程或本构方程：在不同物理条件下(如温度、压力、湿度、辐射、电磁场等)，以应力、应变和时间的物理变量来定量描述材料的状态的方程3. 流变学有哪几类分类原则？按各分类原则共有哪几个流变学分支？（1）根据研究方法分类①实验流变学——通过现代实验技术来揭示材料的流变规律●建立材料的经验或半经验流变模型，解决工程中的流变学问题●揭示材料在各种条件下流变性的物理本质●研究测量原理和测试技术，用以研制或改进测试仪器和测试手段②理论流变学——应用数学、力学、物理等基本理论与方法，研究材料质的流变现象。

建立能够充分描述材料内部结构与材料力学特性之间关系的流变模型，揭示材料流动与形变的本质与规律性。

（2）根据研究尺度①宏观流变学——用连续介质力学方法来研究材料的流变性（连续介质流变学、唯象流变学）②结构流变学——从分子、微观出发，研究材料流变性与材料结构(包括化学结构、物理结构和形态结构)的关系。

结构流变学还常被称为分子流变学或微观流变学。

（3）根据工程应用分类聚合物流变学——研究对象为聚合物材料(聚合物固体、熔体和溶液)生物流变学——研究对象为生物流体(如血液、粘液、关节液等)和生物物质(如肌肉、心脏、膀胱、其它软组织、软骨等)地质流变学——研究对象为岩石、地层等石油工程流变学——研究对象为原油、天然气、钻井液、完井液、压裂液、驱油剂、调剖剂冶金流变学，土壤流变学等4. 试分析内摩擦力（切应力）产生的机理及其对流体宏观流动的影响。

（1）产生的机理：①以不同速度运动的两层间分子热运动引起的动量交换②两层相邻的流体分子之间的附着力（2）对流体的影响：①对较高速的层流动是阻力；阻滞高速层的流体。

②对低速分子为动力；使速度较低的流体层加速。

5. 牛顿本构方程所描述的流体流变性的基本特点是什么？流体在做平行直线运动时，相邻流体层之间的切应力与该处的剪切速率成线性关系。

流变学基础及应用

流变学基础
影响流动性a的主要因素
剪切应力和剪切速率：和 ŕ升高，粘度下降
log
( ) K , n 非牛顿指数.
n 1, , , 假塑性流体

n
刚性链:两者↑,下降不明显柔性链:两者↑,下降明显.
logŕ
柔性链容易通过链段运动取向或者链的解缠结, 使拟网状结构密度下降,流动单元减小,流动阻力下降明显.对刚性链链段长,而在粘度大的熔体中要使整个分子取向困难,内摩擦阻力大,流动过程中取向作用小,随着剪切速率增加, 粘度变化小.
Shear rate

v d m 1 s1 h dt sm s
上述比较是在重均分子量相同，分布也近似的条件下典型短支链HDPE，LLDPE，长支链-LDPE
流变仪
旋转流变仪
小角度的振荡，可以提供如熔融黏度、分子质量、重均分子量分布和聚合物松弛等。储能（弹性）模量及损耗（粘性）模量与振荡频率的关系图。
毛细管流变仪
毛细管流变仪由一个加热桶和一个活塞组成，活塞向熔体施加应力，使之以一定的剪切速率通过标准口模。口模形状可以更改（长径比），以测量材料在不同条件下的流变性能。
流变学基础
高分子链的化学结构对粘度的影响
分子链支化：短支链使粘度下降，长支链使粘度上升短支链体系粘度比线形结构略低，不能产生缠结，并使分子间距离增 B 加,分子间作用力减小使粘度下降。 L 1 长支链使分子间易缠结，粘度增大，如当支链的分子量大于临界分子量的2～4倍，则粘度升为线性的100倍以上。长支链在高频下容易发生解缠结，并产生滑移，所以频率依赖性很强。
流变学基础
聚合物粘性流动时的形变

流体的流变学和流变性

流体的流变学和流变性流体的流变学是研究流体在外力作用下变形和流动行为的科学。

流变性描述了流体在受力时的响应特性，其对于工程学、材料科学、地质学和生物学等领域具有重要意义。

本文将介绍流体的流变学基础知识、流变性的分类与特征，以及流变学在不同领域的应用。

一、流体的流变学基础知识流体的流变学基础知识包括黏度、剪切应力、剪切速率等概念。

黏度是衡量流体内部黏滞阻力大小的物理量，它描述了流体的黏稠程度。

通常用希氏粘度（Pa·s）或毫希氏粘度（mPa·s）来表示。

剪切应力是指单位面积上的切应力，即流体在受力作用下沿垂直于受力方向发生的变形力。

用帕斯卡（Pa）来表示。

剪切速率是指流体内各层之间相对运动的速率，它是剪切应力引起的流体变形速率。

通常用秒的倒数（s-1）来表示。

二、流变性的分类与特征根据流体的流变性质，流体可以分为牛顿流体和非牛顿流体。

牛顿流体是指其黏度对剪切应力的变化不敏感，黏度保持不变。

一般来说，水、气体等低粘度液体都是牛顿流体。

非牛顿流体则是指其黏度随剪切应力的变化而变化。

非牛顿流体的流变性质较为复杂，主要分为塑性流体、剪切稀化流体和剪切增稠流体等。

塑性流体是指在一定的剪切应力下才会发生塑性变形的流体，如面膜、牙膏等。

剪切稀化流体是指其黏度随剪切应力的增加而减小的流体，如可可粉、淀粉水等。

剪切增稠流体则是指其黏度随剪切应力的增加而增大的流体，如颜料、油漆等。

非牛顿流体常常表现出流变学特征，如屈服应力、流变模量、渗透率等。

这些特征能够帮助我们理解流体在不同应力下的行为，并且对于流体的使用和加工具有重要的指导作用。

三、流变学在不同领域的应用1. 工程学领域：流变学在工程学中的应用十分广泛。

例如，在涂料工业中，对涂料黏度和流动性的研究可以优化工艺流程和涂料性能。

再如在食品工业中，流变学可以帮助研究食品的质地、流动性和纹理，为新产品的开发提供指导。

2. 材料科学领域：流变学对材料的研究和评价也具有重要意义。

流变中的储能模量和损耗模量

流变中的储能模量和损耗模量1. 流变学的基本概念流变学，听起来是不是有点高深？其实，它就是研究材料在受力后如何变形和流动的学问。

想象一下你在厨房里搅拌面糊，那种稠稠的、滑滑的感觉，这就是流变学在日常生活中的体现。

材料的行为可以用两个重要的参数来描述：储能模量和损耗模量。

简单来说，储能模量就像是材料的“弹簧”，它能储存能量，而损耗模量就像是“海绵”，它吸收能量，但却无法完全恢复。

1.1 储能模量的魅力说到储能模量，大家可以想象成你在蹦床上跳跃的感觉。

跳上去的时候，蹦床把你的能量储存起来，然后在你落下的时候又把能量释放出来，帮助你再一次跳起。

储能模量高的材料，意味着它能更好地储存能量，弹性也更好。

这就好比是你在操场上，那个跳得最高、最有活力的小朋友，真让人羡慕！1.2 损耗模量的秘密而损耗模量则稍微复杂点。

它反映了材料在变形过程中能量的耗散。

比如说，想象一下你在打篮球，运动过程中总是有摩擦力消耗你的体力，虽然你打得再好，还是会觉得累，这就是损耗模量的体现。

损耗模量高的材料，意味着它在受力时会消耗更多的能量，无法完全恢复。

这就像你去健身房，做了一堆高强度的训练，回家后就像被榨干了一样，整个人都软绵绵的。

2. 储能模量与损耗模量的关系2.1 平衡的艺术储能模量和损耗模量之间的关系就像是一个天平，保持着微妙的平衡。

如果一个材料的储能模量过高，可能在应用中会变得很脆，容易断裂；而如果损耗模量过高，材料就会变得软弱无力，无法承担负荷。

因此，在设计材料时，我们总是希望找到一个最佳的平衡点，既能储存能量，又能适当地耗散能量。

就像我们生活中，工作和休息也要适度，不能把自己累得精疲力尽，也不能总是闲着，得动起来才行！2.2 实际应用中的挑战在实际应用中，很多时候我们需要同时考虑这两者的特性。

比如，做一款跑鞋，如果鞋底太硬（储能模量高），你在跑的时候就会觉得脚底板疼；但如果鞋底太软（损耗模量高），你在跑步时又可能失去支撑感。

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流变学测量方法简介
目
录
一. 流变学基本概念 ....................................................................................................................... 2 1.1 流变学研究的内容 ........................................................................................................... 2 1.2 剪切应力与剪切速度 ....................................................................................................... 2 1.3 粘度 ................................................................................................................................... 2 1.4 流体的分类 ....................................................................................................................... 2 1.5 影响材料流变学性质的因素 ........................................................................................... 4 二. 流动特性的研究 - 旋转测量 ..................................................................................................... 6 2.1 旋转测量的目的 ................................................................................................................ 6 2.2 旋转测量的方法 ................................................................................................................ 6 2.3 旋转测量中的几种分析模型 ............................................................................................ 7 三. 变形特性的研究 – 振荡测量 ................................................................................................... 9 3.1 振荡测量的原理 ................................................................................................................ 9 3.2 振荡测量的方法 .............................................................................................................. 10 3.3 振荡测量中的几种分析方法 .......................................................................................... 12 四. 化学反应过程中的流变测试................................................................................................... 13 五. 温度变化过程中的流变测试................................................................................................... 14 5.1 粘温曲线测量 .................................................................................................................. 15 5.2 凝固、熔融过程 .............................................................................................................. 15 5.3 有化学反应的相转变过程 .............................................................................................. 15 5.4 DMTA 测量 ...................................................................................................................... 16 六. 流变测量指南 .......................................................................................................................... 17 6.1 测试系统的选择 .............................................................................................................. 17 6.2 旋转测试 .......................................................................................................................... 17 6.3 振荡实验 .......................................................................................................................... 18

聚合物流体的流变性

聚合物流体的流变性引言聚合物流体是由聚合物分子组成的流体，其独特的流变性质使其在许多工业和科学领域中得到广泛应用。

本文将介绍聚合物流体的流变学性质，包括流变学基本概念、聚合物流体流变学模型、流变学测试方法和聚合物流体的应用领域。

流变学基本概念流变学是研究流体在外力作用下的变形和流动规律的科学。

聚合物流体的流变学行为与传统液体有所不同，其主要特点是非牛顿性。

非牛顿流体指的是流体的粘度随应力变化而变化的流体。

聚合物流体的非牛顿性主要由聚合物链的长而柔软的特性所决定。

根据应力与应变速率之间的关系，可以将聚合物流体分为剪切稀化和剪切增稠流体。

聚合物流体流变学模型为了描述聚合物流体的流变学行为，研究人员发展了许多流变学模型。

其中最经典的模型之一是Maxwell模型，它将聚合物流体看作是由弹簧和阻尼器组成的串联结构。

除此之外，还有Oldroyd-B模型、Giesekus模型和白金布卢米斯模型等。

这些模型可以有效地描述聚合物流体的应力-应变关系，并能预测流体的流变学行为。

流变学测试方法为了研究聚合物流体的流变学特性，需要进行一系列的流变学测试。

常见的流变学测试包括剪切应力-剪切应变测试、动态剪切测试、扩展流动测试和振动测试等。

这些测试方法可以提供流体的粘度、弹性模量、流动极限等参数，从而深入了解聚合物流体的流变学性质。

聚合物流体的应用领域聚合物流体的流变学性质使其在许多应用领域中得到广泛应用。

在食品工业中，聚合物流体用作稳定剂、增稠剂和乳化剂等。

在化妆品工业中，聚合物流体则用于调整产品的黏度和流动性。

此外，聚合物流体还在油田开发、药物传输和生物医学工程中起着重要作用。

结论聚合物流体的流变学性质对其在各种应用领域中的表现起着至关重要的作用。

在了解聚合物流体的流变学行为之后，我们能够更好地设计和控制这些流体，以满足不同领域的需求。

未来，随着对聚合物流体流变学性质研究的不断深入，我们可以预见聚合物流体在更多领域中发挥更重要的作用。

第四章化工流变学基础

相对分子质量相同而分布不同，流体粘度随分布宽度而迅速下降，流动表现出更多的非牛顿性,对剪切敏感；对温度变化的敏感性小。
相对分子质量分布对聚合物流动曲线的影响
影响流动特性：
分子量与分子量分布的影响临界剪切速率非牛顿性增强。
2、温度对粘度的影响温度↑，粘度↓
A expE RT
0.26 0.26 0.26 0.52 0.57 0.57 0.42 0.51 0.62 0.5 0.59 0.64 0.61 0.68 0.79 0.28 0.30 0.31 0.35 0.38 0.43 0.77 0.79 0.70
0.11 0.13 0.15 0.41 0.45 0.47 0.24 0.28 0.36 0.29 0.33 0.37 0.35 0.42 0.54 0.27 0.29 0.30 0.17 0.20 0.24 0.74 0.75 0.6
PBT
301-G30
240 260 280
PA1010
240 260 280
PA6
240 260 280
PA66
240 260 280
PS
666D
200 220 240
PSF
S-100
340 360 380
PC
6709
290 310 330
切力变稀的原因:
大分子链间发生的缠结。
M≥Mc时，链间形成缠结点。缠结点不断地拆散和重建，并在某一特定条件下达到动态平衡---瞬变网络体系。
lg

0
与 lg
M
作图有：线性

转折
M c 为临界分子量
PS熔体粘度对分子量的关系

工业流变学(3)06-8-11

工业流变学教师：张立娟中国石油大学（北京）第三章习题1. 流变学的核心问题是什么? 2. 简述本构方程的一般原理。

3. 根据本构方程客观性原理，讨论速度梯度分解的意义。

4. 简述材料函数与本构方程在概念上的区别与联系。

为什么有了本构方程的概念后还要引入材料函数的概念？ 5. 根据本构方程所表征的流变性，介质可分成哪几类？每类介质的流变性各有什么主要特征？ 6. 写出流变准数（德博拉数）的定义式，并阐述通常的“流体”与“固体”概念的时间相对性。

第三章习题7. 写出幂律模型和Cross模型，并说明方程中各参数的意义。

8. 根据幂指数的不同，幂律模型可以描述哪几种流体的流变性？绘出每类流体的应力—变形速率和表观（视）粘度—变形速率示意图。

9. 请解释剪切稀释和剪切增稠的概念。

10.根据一般聚合物溶液视粘度曲线，分析幂律模型对描述聚合物溶液流变性的适应范围。

11.简述塑性本构方程的意义。

写出两种常用的塑性本构方程，并解释其中流变参数（材料常数）意义。

12.阐述触变性和反触变性的概念。

13. 触变性与剪切稀释特性有何本质的不同？第三章习题14. 模拟材料力学特性的主要理想元件有哪几个？ 15. 写出模拟线性粘弹性元件的本构方程。

16. 试推导Maxwell本构方程。

17. 简述Kelvin模型的基本构成，并推导其本构方程。

18. 试比较Maxwell和Kelvin力学模型，由这两种不同的模型得到的本构方程所描述的介质流变行为有何不同？第三章流体的本构方程3.1 概述 3.2 与时间无关的本构方程 3.3 触变性本构方程 3.4 粘弹性本构方程3.1 概述3.1.1 1. 本构方程数学描述应力本构方程本构方程的一般形式力流体形变、流动数学描述应变、应变速率3.1 概述3.1.1 1. 本构方程材料所受力系（应力）与应变及应变速率（流变）之间的关系本构关系本构方程流变学的核心问题本构方程的一般形式表征材料流变特性（本构关系）的数学模型3.1 概述3.1.1 1. 本构方程不同种类的介质其力学相应不同同一介质在不同的条件下其力学相应不同力学响应的多样性本构方程的一般形式本构方程力学行为上的共性代表材料共性的理想化模型转化为准确的数学表述时，通常必须遵循一系列基本物理原理3.1 概述3.1.1 2. 本构方程的一般原理 ① 决定性原理材料当前的应力状态由其运动的历史决定。

流变学理论在水泥基材料中的应用

流变学理论在水泥基材料中的应用论文
在水泥基材料中，流变学原理可以用来描述材料的性能和行为，这些信息可以用来设计出可靠的水泥结构。

本文将深入讨论流变学理论在水泥基材料中的应用。

流变学是物理学的一个分支，它研究的是复杂的形变过程，并推导出相关的流变学参数来描述材料的性能和行为。

流变学理论能够很好地说明水泥基材料的特性。

例如，它可以用来表征水泥基材料的抗破坏能力、贯穿能力以及材料的柔韧性等等，甚至能够提供关于水泥基材料的结构和服务寿命的评估。

此外，流变学理论也可以用于设计新型水泥基材料。

例如，在制造高强度水泥基材料时，可以使用流变学原理来确定材料的配方，以确保内部结构的完善性和稳定性。

同样，可以使用流变学原理来设计出适合用于危险环境的耐磨材料，以确保结构的可靠性和寿命。

另外，流变学理论可以用来模拟和预测在施工过程中材料受到的变形。

例如，可以使用流变学原理来模拟水泥基材料在施工环境中经受的变形，以便提早检测和预防损坏结构。

总之，流变学理论在水泥基材料中发挥了重要作用。

它不仅可以提供有关材料的特性和性能的信息，还可以用来设计出新型、更加安全可靠的水泥结构，并可以用来模拟和预测施工过程中可能产生的问题。

因此，流变学理论不仅可以用于水泥基材料，同样可以用于其他建筑材料，以提高材料的安全性和性能。

ACMO的流变学性质

ACMO的流变学性质ACMO全称为Aromatic Co-polyester Monomers，是由苯二甲酸与预聚物互异形(TPA)而成的具有优异性能特点的单体。

它们的聚合反应可以通过多种方式来进行，例如缩醛、缩酮、缩酸酯等。

由于ACMO分子的结构具有非常高的相容性、交联性和热稳性，可以用于制备高性能树脂和复合材料。

此外，ACMO在赋予材料更高的性能方面发挥着至关重要的作用，主要表现为其优异的流变学特性。

流变学是研究物质力学性质随时间和应力变化的学科，主要包括粘性、弹性和塑性等特性，具有在工业、化学、生物和材料科学中广泛应用的特点。

流变学性质是材料处理和加工时至关重要的因素，在材料设计和制造中具有重要意义。

ACMO的流变学性质影响着其在各个方面的应用。

因此，在本文中，我们将重点讨论ACMO的流变学性质。

首先，ACMO分子具有较高的交联密度，这给予了这种材料超强的强度和硬度特性。

强分子间相互作用和高交联密度也决定了ACMO的高玻璃转移温度，这使得其在高温下使用的特性非常优异。

ACMO在高温下的性质也保证了其能够承受高的应力和压力，可以应用于制备高强度、高韧性的工业用品，例如管道、轮胎、绸缎、超强纸张等领域。

其次，ACMO还有着优异的拉伸和压入变形特性。

当ACMO薄膜或薄壁材料在提高温度的情况下被压缩和伸展时，其会出现变形现象，而力学变形的程度则取决于ACMO的分子结构、交联密度、配比和反应条件等。

例如，在电子产品的制造中，ACMO可以应用于制作超薄的电容隔离膜，由于其优异的压入变形性能，可以更好地隔绝电源和储存器之间的电信号干扰。

另外，ACMO还是一种高稳定性的材料，在高温和高湿度下仍然可以保持其良好的性能和形状。

ACMO的分子稳定性主要由其结构中的苯环、芳香链和预聚物互异形组成。

在高温下或潮湿的环境下，这些结构不会分解并且仍然可以与周围环境保持接触。

这让ACMO得以在高温、潮湿和恶劣环境下应用，如造船、汽车、火车等高负荷的金属替代材料。