什么是非牛顿流体 非牛顿流体的原理【建筑工程类独家文档首发】
非牛顿流体的实验原理
非牛顿流体的实验原理非牛顿流体是指在受力作用下，流体的粘度会随着剪切速率的变化而变化的流体。
与牛顿流体不同，非牛顿流体的粘度并不是一个固定的值，而是与应力或剪切速率相关的函数。
这种特性使得非牛顿流体在工程、生物学和地质学等领域具有广泛的应用。
非牛顿流体的实验原理主要包括剪切变稀、剪切变稠、流变性和粘弹性等方面。
剪切变稀是非牛顿流体最基本的特点之一。
当外力作用于非牛顿流体时，流体分子间的黏着力受到破坏，流体内部的颗粒开始发生相对滑动，使得流体的粘度随剪切速率的增加而降低。
这种剪切变稀的现象可以通过多种实验来观察和验证。
例如，可以在一个平板之间夹入非牛顿流体，然后在上方施加压力，使得流体开始流动。
通过测量流体的流速和施加的力，可以得到流体的流变曲线，从而确定流体的粘度随剪切速率的变化规律。
剪切变稠是非牛顿流体的另一个重要特性。
与剪切变稀相反，当外力作用于非牛顿流体时，流体内部的颗粒开始相互靠拢，形成更多的黏着力，使得流体的粘度随剪切速率的增加而增加。
这种剪切变稠的现象也可以通过实验来观察和验证。
例如，可以在一个管道中流动非牛顿流体，并通过增加管道的压力来增加流体的剪切速率。
通过测量流体的压降和流速，可以得到流体的流变曲线，从而确定流体的粘度随剪切速率的变化规律。
除了剪切变稀和剪切变稠外，非牛顿流体还具有流变性和粘弹性等特点。
流变性是指非牛顿流体的粘度随剪切应力的增加而增加或减小的能力。
通过实验可以发现，非牛顿流体的粘度并不像牛顿流体那样保持不变，而是随着剪切应力的增加或减小而发生变化。
粘弹性是指非牛顿流体同时具有粘性和弹性的特性。
在非牛顿流体中，粘性是指流体分子的黏着力，而弹性是指流体分子的恢复力。
通过实验可以发现，非牛顿流体在受力后，不仅会发生形变，还会恢复到原来的形状，这种形变和恢复的能力就是非牛顿流体的粘弹性。
非牛顿流体的实验原理包括剪切变稀、剪切变稠、流变性和粘弹性等方面。
通过实验可以观察和验证这些特性，进一步了解非牛顿流体的行为规律。
非牛顿流体的原理是
非牛顿流体的原理是以非牛顿流体的原理为题，本文将从介绍非牛顿流体的基本概念和特点开始，进而探讨其原理及应用领域。
一、非牛顿流体的基本概念和特点非牛顿流体是指在流动过程中其黏度随应变率或剪切应力变化而发生变化的流体。
与牛顿流体不同，非牛顿流体的黏度不是一个恒定值，而是与流体内部的微观结构和外力作用有关。
非牛顿流体的黏度可以分为剪切粘度和扩散粘度两种。
剪切粘度表示流体在受到剪切应力时的阻力大小，而扩散粘度则表示流体在受到扩散作用时的阻力大小。
非牛顿流体的黏度随剪切应力或应变率的增加而增加，或者随温度的变化而变化。
非牛顿流体的特点在于其流变性质的复杂性和多样性。
根据流变学的分类，非牛顿流体可以分为剪切稀释型、剪切增稠型、剪切稳定型和剪切变稀型等不同类型。
这些不同的类型反映了流体内部微观结构的变化以及流体流动状态的不同。
二、非牛顿流体的原理非牛顿流体的流变行为可以通过各种模型和理论来解释和描述。
其中，最为常见的是Maxwell模型和Bingham模型。
1. Maxwell模型Maxwell模型假设非牛顿流体由一个弹性元件和一个粘性元件组成。
当外力作用于流体时，弹性元件会产生弹性变形，而粘性元件则会产生粘性变形。
整个流体的变形取决于这两种变形的相对大小。
2. Bingham模型Bingham模型则假设非牛顿流体具有一定的塑性特性。
在没有外力作用时，流体保持静止状态，需要施加一定的剪切应力才能使其开始流动。
一旦流体开始流动，其流变行为可以用牛顿流体来描述。
除了Maxwell模型和Bingham模型外，还有许多其他的模型和理论，如Jeffreys模型、Power-law模型等。
这些模型和理论通过对流体内部微观结构和力学性质的研究，揭示了非牛顿流体的流变行为和特性。
三、非牛顿流体的应用领域非牛顿流体在许多领域都有广泛的应用，包括食品工业、化妆品工业、医药工业、石油工业等。
在食品工业中，非牛顿流体被广泛应用于乳化、稳定、增稠等方面。
非牛顿流体的原理
非牛顿流体的原理
非牛顿流体是指在流动过程中其流动性质会随着应力或剪切速率的变化而变化的流体。
其原理可以通过以下几个方面来解释：
1. 流变性：非牛顿流体的流动特性与牛顿流体不同，在受到剪切力时，其黏度呈现非线性变化。
剪切力越大，黏度越大，流动越困难；剪切力越小，黏度越小，流动越容易。
这是因为非牛顿流体中含有高分子聚合物或颗粒等物质，这些物质之间的相互作用会影响流体的流动性。
2. 颗粒悬浮：非牛顿流体中可能存在颗粒悬浮，这些颗粒会增加流体的黏度并导致流动特性的改变。
当流体受到剪切力时，颗粒间的相互作用会改变颗粒的排列方式，从而影响流体的流动性质。
3. 高分子聚合物：非牛顿流体中含有高分子聚合物，这些聚合物在静止时将形成网络结构并增加流体的黏度。
当流体受到剪切力时，聚合物链会发生伸展，从而减小流体的黏度。
这种特性导致了非牛顿流体的剪切变稀或变稠效应。
4. 温度和压力：非牛顿流体的流动特性还受到温度和压力的影响。
在不同温度和压力下，非牛顿流体的黏度会发生变化，进而影响流体的流动性。
总之，非牛顿流体的流动性质由多种因素决定，包括颗粒悬浮、高分子聚合物、温度和压力等。
这些因素会影响流体的黏度，并导致流体呈现剪切变稀或变稠的特性。
非牛顿流体原理
非牛顿流体原理
非牛顿流体是指不符合牛顿流体力学的流体行为特征的流体。
与牛顿流体不同的是，非牛顿流体的粘度随应力变化而变化，即流体的流变性质与施加的剪切力有关。
非牛顿流体的一种经典示例是混凝土。
在施加剪切力之前，混凝土具有较高的粘度，表现出强烈的抗剪切性。
然而，一旦开始施加剪切力，混凝土的粘度会明显降低，出现流动的现象。
非牛顿流体的流变性质可以通过多种方式来说明。
其中一种常见的方式是使用黏度-剪切速率关系曲线（称为流变曲线）。
流变曲线描述了非牛顿流体的剪切应力与剪切速率之间的关系。
根据流变曲线的形状，非牛顿流体可以分为不可压缩流体和可压缩流体。
不可压缩非牛顿流体的黏度与剪切速率呈指数关系，即剪切速率越大，黏度越小。
可压缩非牛顿流体的黏度则与剪切速率的关系更为复杂，可能呈现出剪切变稀（剪切速率增加而黏度减小）、剪切变稠（剪切速率增加而黏度增大）甚至其他形式。
非牛顿流体的流变行为广泛应用于工程和科学领域。
例如，在油漆、涂料和胶水等工业中常用到的物料就是非牛顿流体。
理解和控制非牛顿流体的流变行为对于设计和制造高性能材料具有重要意义。
总之，非牛顿流体的流变性质与施加的剪切力有关，具有与牛
顿流体不同的特点。
通过对流变曲线的研究，我们可以更好地理解和应用非牛顿流体的特性。
非牛顿流体的原理是
非牛顿流体的原理是引言流体是指能够流动的物质，包括液体和气体。
根据其流动特性可以将流体分为新ton流体和非牛顿流体。
牛顿流体遵循牛顿黏度定律，即流体的黏度是恒定的，而非牛顿流体的黏度则与剪切应力有关。
本文将介绍非牛顿流体的原理及其在实际生活中的应用。
非牛顿流体的定义非牛顿流体是指其流动特性与剪切应力相关的流体。
与牛顿流体不同，非牛顿流体的黏度不是恒定的。
在非牛顿流体中，黏度随着剪切应力的变化而变化，即剪切应力越大，流体的黏度越高。
非牛顿流体的特性非牛顿流体的特性主要表现为以下几点：剪切稀化（Shear thinning）剪切稀化是指非牛顿流体在受到剪切应力时黏度减小的现象。
简单来说，当非牛顿流体受到剪切应力时，其黏度会下降，流体变得更加流动。
这个特性在许多物质中都有体现，比如果冻、牙膏等。
剪切增稠（Shear thickening）剪切增稠是指非牛顿流体在受到剪切应力时黏度增加的现象。
与剪切稀化相反，当非牛顿流体受到剪切应力时，其黏度会增加，流体变得更加粘稠。
这个特性在一些混合物中常常出现，比如淀粉水溶液和玉米淀粉浆糊。
塑性流体（Plastic flow）塑性流体是指非牛顿流体在受到一定大小的初始剪切应力之前不会流动，只有达到一定剪切应力阈值后才会开始流动的流体。
这种流动特性常见于像胶黏土或牙膏这样的物质中，它们需要一定的力才能改变其形状。
粘弹性流体（Viscoelastic flow）粘弹性流体是一种同时具有粘性和弹性特性的流体。
当施加剪切应力时，流体会既发生流动又发生形状恢复。
这种流体特性在诸如胶水、蛋白质等物质中得到了广泛应用。
非牛顿流体的原理非牛顿流体的流动特性主要源于流体内部的微观结构和分子间的相互作用。
在流体受到剪切应力时，分子之间的相互作用受到扰动，导致流体的黏度发生变化。
非牛顿流体的剪切稀化现象可以通过以下机制解释：在低剪切应力下，流体分子之间的聚集较强，流动受到阻碍，黏度较高；而在高剪切应力下，流体分子之间的聚集减弱，流动更加自由，黏度减小。
非牛顿流体是什么原理
非牛顿流体是什么原理
非牛顿流体是指在受到外界力作用时，其黏度和流动特性随应力变化而变化的流体。
与牛顿流体不同，非牛顿流体的黏度不仅与流体本身性质有关，还与应力、流动速度和时间等因素有关。
非牛顿流体的原理可以通过以下几个方面来解释：
1. 多相作用力：非牛顿流体可以由多种不同颗粒或分子组成，它们之间可以发生各种作用力，例如静电力、范德华力等。
这些作用力会影响流体的内部结构和粘滞性，从而导致其表现出非牛顿特性。
2. 多体效应：在非牛顿流体中，流体分子或颗粒之间存在多体作用效应，即它们的相互作用并不是通过简单的牛顿定律来描述的。
这导致流体的流动特性会随着应力的变化而变化，并且可能出现剪切变稀或剪切变稠的情况。
3. 流体结构破坏：在非牛顿流体中，当外部应力施加到流体上时，流体内部的结构可能会发生破坏或重组。
这种结构的破坏和再组合会导致流体的黏度和流动行为发生变化，从而表现出非牛顿特性。
因此，非牛顿流体的特性不仅涉及到流体本身的性质，还与流体所受到的应力、流动速度和时间等因素有关。
其原理主要是通过多相作用力、多体效应和流体结构变化来解释。
非牛顿流体
+
y
·
y =0，n＞1， - y =a n ，塑性膨胀体，表观粘度 =a n -1 + y a ·
·
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非牛顿流体
表观粘度、塑性粘度及微分粘度的物理意义
曲线上的点与原点的连线与轴夹角的正切，即 a = tan a=
·
曲线上的点与轴上的点连线与轴夹角的正切，即 B = tan = 曲线上的点切线与轴夹角的正切， 即 d = tan =
粘度环
其主体是一个杯子，杯子底部中央有一个小圆孔或小段短管，测量杯中试液流完或流出一定体积所需时 间
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汇报提纲
粘度的简介
流体的粘度
粘度与温度、压力的关系
粘度的测量方法
毛细管法
旋转法 其他粘度测量方法
非牛顿流体
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非牛顿流体
牛顿流体：具有粘度与剪切速率无关的流动特性的流体。流动曲线是一条通
过原点的直线，斜率就是粘度。（所有气体、纯液体和小分子量的溶液都属 于牛顿溶液）
非牛顿流体：具有粘度随剪切速率变化的流动特性的流体，即不服从牛顿定 律。流动曲线不通过原点或不是直线
非牛顿流体的粘度用表观粘度来描述。表观粘度是剪切应力被剪切速率除得 的与剪切速率相依的商
（ = a ）
·
·
应力松弛。当材料的应变保持不变时，应力随时间的增加而减小 滞后。对材料周期性加载时，材料的应力与应变不同步，应力 ~
应变曲线不重合。
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非牛顿流体
两种现象
韦森堡效应：当向正在旋转的淀粉溶液
简短非牛顿流体的原理
简短非牛顿流体的原理
非牛顿流体的原理是指在外力的作用下，其流动性质会发生变化的流体。
与牛顿流体不同，非牛顿流体的粘度随着应力的改变而发生变化。
其原理主要有两个方面：
1. 剪切变稀原理：在剪切应力作用下，非牛顿流体的粘度会降低，流动性增强。
这是因为剪切应力破坏了流体内部的聚集结构，使得分子或颗粒之间的相互作用减弱，从而流体的流动变得更加容易。
2. 剪切变稠原理：在剪切应力达到一定程度后，非牛顿流体的粘度会增加，流动性减弱。
这是由于剪切应力增大使得流体内部的聚集结构重新形成，分子或颗粒之间的相互作用增强，从而阻碍了流体的流动。
非牛顿流体的这种特性使得它在实际应用中具有很大的灵活性和适应性。
例如，在润滑油、膏霜、墨水、泥浆等物质中常常存在非牛顿流体的特性，这些物质的流动性能能够根据实际应力条件的改变来进行调节。
非牛顿流体力学的原理
非牛顿流体力学的原理
非牛顿流体力学是研究非牛顿流体性质和行为的一门学科，它涉及到多种非牛顿流体模型和原理。
以下是一些常见的非牛顿流体力学的原理：
1. 剪切变稀：这是一种非牛顿流体的常见行为，即在受到剪切力作用时，流体的黏度会降低。
这种现象可以用剪切应力和剪切速率之间的关系来描述。
2. 剪切变稠：与剪切变稀相反，有些非牛顿流体在受到剪切力作用时，流体的黏度会增加。
这种现象可以用剪切应力和剪切速率之间的关系来描述。
3. 平衡与非平衡态：非牛顿流体可以存在两种不同的状态，即平衡态和非平衡态。
平衡态是指流体处于静止或近似静止的状态，而非平衡态是指在受到外力或变形作用下，流体发生了流动或变形。
4. 流变学模型：非牛顿流体的流变学模型是描述其流变性质的数学模型。
常见的流变学模型包括新陆铜模型、卡门模型、本地塞斯模型等，它们用来描述非牛顿流体的应变-应力关系。
5. 近程力和远程力：在非牛顿流体中，分子之间的相互作用力可以分为近程力和远程力。
近程力指的是分子之间的短程排斥力，而远程力则是指长程吸引力。
这些原理和模型都是为了更好地理解和描述非牛顿流体的性质和行为而提出的。
非牛顿流体力学的研究对于化学工程、生物学、地球科学等许多领域都有重要的应用价值。
什么是非牛顿流体？
什么是非牛顿流体？非牛顿流体牛顿于1687年提出，水在作一维剪切流动时，其剪应力与剪应变率成正比关系。
后来发现，只有水和空气等流体才满足这种剪应力与剪应变率的线性关系，它们也因此被称为牛顿流体。
生活和生产中的大多数流体属于非牛顿流体，它们在作一维剪切流动时，其剪应力与剪应变率之间呈非线性关系。
血液、果浆、蛋清、奶油等这些非常黏稠的液体都是非牛顿流体；牙膏、石油、泥浆、油漆、各种聚合物(聚乙烯、尼龙、涤纶、橡胶溶液等)也都是非牛顿流体。
通常，这些物质也称为软物质。
射流胀大效应当水从自来水管中流出时，水流的直径与管子的直径基本相当。
如果非牛顿流体被迫从一个大容器流进一根细管子，再从这根细管流出(挤出)时，射流束的直径就会比细管大得多，两者之比甚至会超过10，这种现象叫做射流胀大效应。
射流胀大效应对于聚合物生产具有很重要的意义。
当塑料熔液(一种非牛顿流体)从一个矩形截面的管口流出时，由于胀大效应，矩形管口长边处的塑料熔液的胀大比短边处更加显著，而在矩形管口长边的中央胀得最大，结果从矩形管口挤出的塑料产品变成了椭圆形。
因此，如果要求塑料产品是矩形截面，就必须把挤出管的管口做成向内凹的双曲型，这样，经过胀大最终才能形成矩形截面的产品。
射流胀大效应在日常生活中随处可见，挤牙膏就是一例。
爬杆效应非牛顿流体的黏弹性使得它在旋转时也表现出与一般牛顿流体不同之处。
在一有黏弹性流体(非牛顿流体的一种)的烧杯里，旋转实验杆，黏弹性流体会向杯中心运动，并沿杆向上爬，液面变成凸形，甚至在实验杆的旋转速度很低时，也可以观察到这一现象，这一现象叫爬杆效应。
大饭店做点心时，要用搅拌机和面粉。
中间那根搅拌杆四周的湿面粉(也是一种非牛顿流体)也会聚集在杆的周围，产生爬杆效应。
化工生产中常要将两种或多种非牛顿流体混合，因此，在设计混合器时，必须考虑爬杆效应的影响。
此外，在设计非牛顿流体的输运泵时，也应考虑和利用这一效应。
流变体在常温常压下，物质从液体变成固体一般通过冷却完成，这个过程一般需要较长的时间，很难想象在几秒甚至更短的时间内将一杯水变成冰，又将它迅速地从冰变成水。
非牛顿流体简单原理
非牛顿流体简单原理
非牛顿流体是指在流动过程中不符合牛顿流体流动定律的流体。
牛顿流体的流动速率仅取决于施加的剪切力，并且粘度（黏度）保持不变，而非牛顿流体的粘度随剪切速率的改变而变化。
非牛顿流体的流动特性可以归因于流体中存在的微观结构。
一种常见的非牛顿流体是塑性流体，如黏土或浆糊。
这类流体在低剪切速率下表现为固体般的行为，当施加的剪切力超过一定的临界值时，流体才开始流动。
在这种情况下，剪切速率越大，粘度越低，流动性越好。
另一种类型的非牛顿流体是假塑性流体，如牙膏或润滑油。
这类流体在受到剪切力时会变得更加黏稠，粘度增加，而在没有外力作用时则呈现流动性。
这是因为流体中的微观颗粒或分子会在剪切力的作用下重新排列或形成聚集结构，从而增加了流体的黏度。
还有一种非牛顿流体是剪切稀释流体，如血液或聚合物溶液。
这类流体在剪切力作用下，流动速率增大，粘度减小。
这是由于流体中分子构型的改变导致了流动的改变，从而使流体呈现出非牛顿性质。
总而言之，非牛顿流体的流动特性不仅仅取决于施加的剪切力，还取决于流体中微观结构的变化。
这些微观结构可以通过剪切力的作用而重新排列或形成，从而影响流体的流动性质。
非牛顿流体
湍流减阻可以使流量增大,对传热,传质有利. 例如:在消防水中添加少量聚乙烯氧化物,可使消防车水 龙头喷出的水的扬程提高一倍以上.对于水工建筑,水电 站建筑中的气蚀和水锤等特殊现象,用高聚物添加剂可以 减轻其破坏作用.
未添加聚乙烯氧化物的情形
添加聚乙烯氧化物后的情形
如上图,同样动力下两幅消防水龙头喷水图 ,显然, 加入聚乙烯氧化物后水柱变高,速度能头增大了. 下图是添加减阻剂后水泵的节能量.
非牛顿流体一旦开始流动就不会停止,即使低于管路水平 面时也不会断流.这一现象被应用于拉伸粘度的测量,也 是合成纤维具备可纺性的基础.
简介:用来测量具有牛顿行为的材 料的动态粘度,例如"玻璃类,矿 渣(炉渣,火山岩等),铸造模具 的粉末. 由于这些材料的粘度变化范 围跨越几十个数量级(1到 1014.5 dPa s),只有使用不同的测量方法 才有可能标明整个范围.有三种不 同温度范围的粘度计.通过线性化 和依照最小均方根误差法的回归分 析,可以确定跨越1 ～1014.5 dPa s 范围的总曲线以及Vogel-FulcherTammann常数.
射流胀大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 短边处的胀大更显著,且在长边中央胀得最大(如图1 虚线所示).如果要求产品的截面是矩形,口模的形状 就不能是矩形,而是像图2 实线所示的那种形状.
5.回弹现象
6.无管虹吸现象 对牛顿流体来说, 在虹吸实验时, 如果将虹吸管 提离液面,虹吸马上就会停止. 那对于非牛顿流体又 是怎么样的呢?
The End
�
τ = γ
Hale Waihona Puke 1.1非时变性非牛顿流体 这类流体的切应力仅与剪切变形速度有关,即粘 度函数(式(2))仅与应变速率有关,而与时间无关. a = γ (2) 其中 a 为表观粘度或称粘度函数.
什么是非牛顿流体
什么就是非牛顿流体1 非牛顿流体的定义自然界最常见的流体以空气与水为代表,通常被认为就是牛顿流体,熊老师在上课时讲过,它们的主要特征就是切应力与切应变率之间的关系服从牛顿内摩擦定律或胡克定律,在流体力学的发展史上,经典流体力学的研究对象主要局限在牛顿流体的范畴,迄今为止已经形成了比较完整的理论体系。
但就是,还有不少材料既不就是虎克固体,也不就是牛顿流体。
这些材料同时具有固体与流体的性质,哪种性质为主决定于进行观察时间的长短以及材料变形的大小。
有许多真实的材料样子像流体,即它们在受到应力时连续地改变它们的形状,但它们不能用牛顿关于常粘度的定律来描述,这类流体叫做非牛顿流体。
现在去医院作血液测试的项目之一,己不再就是“血粘度检查”,而就是“血液流变学捡查”(简称血流变),产生这样的变化就就是因为血液不就是牛顿流体,恒定不变的“粘度”不就是它的一种属性。
牛顿于1687年发表了以水为工作介质的一维剪切流动的实验结果。
实验就是在两平行平板间充满水时进行的,下平板固定不动,上平板在其自身平面内以等速U向右运动。
此时,附着于上、下平板的流体质点的速度,分别就是U与0,两平板间的速度呈线性分布,斜率就是粘度系数。
由此得到了著名的牛顿粘性定律。
斯托克斯1845年在牛顿这一实验定律的基础上,作了应力张量就是应变率张量的线性函数、流体各向同性及流体静止时应变率为零的三项假设,从而导出了广泛应用于流体力学研究的线性本构方程,以及被广泛应用的N·S方程。
后来人们在进一步的研究中知道,牛顿粘性实验定律,对于描述像水与空气这样低分子量的简单流体就是适合的,而对描述具有高分子量的流体就不合适了,那时剪应力与剪切应变率之间己不再满足线性关系。
为区别起见,人们将剪应力与剪切应变率之间满足线性关系的流体称为牛顿流体,而把不满足线性关系的流体称为非牛顿流体。
2 常见的非牛顿流体早在人类出现之前,非牛顿流体就己存在,因为绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体。
非牛顿流体什么原理
非牛顿流体什么原理
非牛顿流体是指在外力作用下，其黏度随着剪切速率的变化而发生改变的流体。
其独特的性质是由于其中包含了一些特殊的物质或结构。
一个常见的非牛顿流体是胶体，它由微小的颗粒悬浮在液体中形成。
这些颗粒之间的相互作用会阻碍其流动。
当无外力作用时，胶体呈现固态的特性，黏度很高。
但是一旦外力施加在胶体上，颗粒之间的排列发生改变，使得黏度减小，流动性增加。
另一种非牛顿流体是溶液中的高分子聚合物。
这些聚合物的长链会在液体中交错，形成类似网状结构。
当外力施加在聚合物上时，链之间的空间发生改变，使得液体黏度的大小随着剪切速率的变化而变化。
非牛顿流体的黏度随剪切速率的变化可以通过多种模型来解释。
其中最常用的是幂律模型和赫氏模型。
幂律模型描述了流体黏度与剪切速率之间的幂函数关系，而赫氏模型则是通过描述流体中的分子结构变化来解释黏度的变化。
非牛顿流体的这种特殊性质在很多领域中有着广泛的应用，例如生物学中的血液流动、化工工艺中的胶体悬浮液体输送等。
了解非牛顿流体的原理和性质对于这些应用的研究和优化具有重要的意义。
非牛顿流体是什么原理
非牛顿流体是什么原理非牛顿流体是指在受力作用下流动状态发生改变的流体，其黏度随剪切速率或剪切应力的变化而变化。
与牛顿流体不同，非牛顿流体的黏度是一个非线性的函数。
那么，非牛顿流体是如何实现这一特性的呢？这就涉及到非牛顿流体的原理。
首先，我们来看一下牛顿流体和非牛顿流体的区别。
牛顿流体的黏度是一个常数，不随剪切速率或剪切应力的变化而改变，例如水和空气都属于牛顿流体。
而非牛顿流体的黏度是一个变量，其流动性质取决于所受的外力大小和方向，例如血液、墨水和牛奶等。
非牛顿流体的原理可以从微观和宏观两个方面进行解释。
从微观角度来看，非牛顿流体的流动特性与其分子结构有关。
在非牛顿流体中，分子之间存在着各种作用力，如静电作用力、分子间引力和斥力等。
当外力作用于非牛顿流体时，分子之间的相互作用会发生改变，从而导致了流体的非线性黏度特性。
另一方面，从宏观角度来看，非牛顿流体的流动特性与其内部结构和流动状态有关。
非牛顿流体通常具有复杂的内部结构，如聚合物溶液、胶体溶液和悬浮液等。
这些内部结构在受力作用下会发生变化，从而影响了流体的流动性质。
例如，当外力作用于聚合物溶液时，聚合物链会发生拉伸和扭曲，导致了流体黏度的变化。
除了内部结构，非牛顿流体的流动状态也会对其流动特性产生影响。
例如，当非牛顿流体处于屈服状态时，其流动性质会发生突变，表现出了塑性流动的特性。
而在其他流动状态下，非牛顿流体可能表现出了剪切稀化或剪切增稠的特性。
总的来说，非牛顿流体的原理是一个涉及到微观和宏观多个方面的复杂问题。
其流动特性取决于内部结构、流动状态和外力作用等多个因素的综合影响。
因此，对于非牛顿流体的研究不仅有助于深化我们对流体力学的理解，还具有重要的理论和应用价值。
希望本文对非牛顿流体的原理有所帮助，谢谢阅读。
什么是非牛顿流体 非牛顿流体的原理【建筑工程类独家文档首发】
什么是非牛顿流体非牛顿流体的原理【建筑工程类独家文档首发】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。
绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体。
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。
非牛顿流体实例非牛顿流体广泛存在于生活、生产和大自然之中。
绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体。
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。
高分子聚合物的浓溶液和悬浮液等一般为非牛顿流体。
聚乙烯、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、尼龙6、PVS、赛璐珞、涤纶、橡胶溶液、各种工程塑料、化纤的熔体、溶液等，都是非牛顿流体。
石油、泥浆、水煤浆、陶瓷浆、纸浆、油漆、油墨、牙膏、家蚕丝再生溶液、钻井用的洗井液和完井液、磁浆、某些感光材料的涂液、泡沫、液晶、高含沙水流、泥石流、地幔等也都是非牛顿流体。
食品工业中的番茄汁、淀粉液、蛋清、苹果浆、浓糖水、酱油、果酱、炼乳、琼脂、土豆浆、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。
非牛顿流体的特性射流胀大（也称Barus效应，或Merrington效应）(图1)图1 奶酪射流出口的胀大现象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（或称为挤出物胀大比）。
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。
非牛顿流体详细教程
非牛顿流体详细教程
非牛顿流体是指其流动受应力作用而变形的流体。
相比牛顿流体，它们具有非线性流变特性，即其粘度随着剪切速率或剪切应力的变化而改变。
非牛顿流体可以分为可塑性流体和假塑性流体两种类型。
可塑性流体的特点是在低剪切速率下表现为固体，但在高剪切速率下表现为液体。
这种流体的粘度随着剪切速率的增加而减小。
常见的可塑性流体有黏土、泥浆等。
假塑性流体的特点是在低剪切速率下表现为液体，但在高剪切速率下表现为固体。
这种流体的粘度随着剪切速率的增加而增加。
常见的假塑性流体有淀粉浆、聚合物溶液等。
非牛顿流体的流变特性可以通过流变仪进行测试。
流变仪是一种专门用于测定流体粘度及变形特性的仪器。
通过在流变仪中施加不同的剪切应力或剪切速率，可以获得非牛顿流体的流变曲线。
常见的流变曲线有剪切应力-剪切速率曲线和粘度-剪切速率曲线。
在工程与科学中，非牛顿流体的应用广泛。
例如在化工工艺中，非牛顿流体的粘度特性对流体的输送、混合和反应过程有重要影响。
在医学领域，非牛顿流体的研究对于了解血液的流动特性和疾病的治疗具有重要意义。
此外，非牛顿流体的研究还在食品加工、油田勘探等领域发挥着重要作用。
总结来说，非牛顿流体是一类具有非线性流变特性的流体。
通过流变仪可以测试其流变特性，对于工程与科学领域具有广泛的应用价值。
以上是对非牛顿流体的简要介绍。
非牛顿流体简单原理
非牛顿流体简单原理非牛顿流体是指在受力作用下，流体的黏度随着剪切速率的改变而发生变化的流体。
相比于牛顿流体，非牛顿流体的黏度不是一个恒定的数值，而是随着流体内部的运动状态而改变的。
非牛顿流体的研究对于理解和应用流体力学具有重要的意义。
下面我们来简单了解一下非牛顿流体的基本原理。
首先，我们需要了解牛顿流体和非牛顿流体的区别。
牛顿流体的黏度是一个恒定的值，不受外力的影响，例如水和空气都属于牛顿流体。
而非牛顿流体的黏度则会随着受力情况的改变而发生变化，例如墨汁、果酱、牛奶等都属于非牛顿流体。
这种特殊的性质使得非牛顿流体在工业生产和科研领域有着广泛的应用。
其次，非牛顿流体的黏度随着剪切速率的改变而发生变化。
当外力作用在非牛顿流体上时，流体分子间的相互作用会发生改变，导致流体的黏度发生变化。
具体来说，当流体受到较小的剪切力时，流体分子之间的相互作用较强，流体呈现出较高的黏度；而当流体受到较大的剪切力时，流体分子之间的相互作用减弱，流体呈现出较低的黏度。
这种剪切速率和黏度之间的关系是非牛顿流体的一个重要特征。
此外，非牛顿流体还可以根据其流变特性进行分类。
常见的非牛顿流体包括塑性流体、假塑性流体和粘弹性流体。
塑性流体在受到较小的剪切力时表现出固体的特性，而在受到较大的剪切力时才呈现出流体的特性；假塑性流体在受到剪切力时呈现出黏度随剪切速率增加而递减的特性；粘弹性流体则同时具有液体和固体的特性，表现出延展性和弹性。
总的来说，非牛顿流体的简单原理就是在受力作用下，流体的黏度随着剪切速率的改变而发生变化。
这种特殊的流体力学特性使得非牛顿流体在食品加工、医药制备、油漆涂料等领域有着广泛的应用。
对非牛顿流体的研究不仅有助于深化我们对流体力学的理解，也为工业生产和科学研究提供了重要的理论基础。
希望通过本文的介绍，读者对非牛顿流体有了更清晰的认识，进一步了解流体力学的相关知识。
非牛顿流体是什么原理
非牛顿流体是什么原理非牛顿流体是一种特殊的流体，它的黏度随着剪切速率或剪切应力的变化而变化，这与牛顿流体不同。
在非牛顿流体中，流体的黏度取决于应力的大小和方向，这种特性使得非牛顿流体在许多工业和生物领域都有着重要的应用。
那么，非牛顿流体是如何实现这一特殊的流变行为的呢？下面我们将从微观和宏观两个层面来探讨非牛顿流体的原理。
从微观层面来看，非牛顿流体的流变行为与其内部微观结构有着密切的关系。
在非牛顿流体中，流体分子之间存在着各种作用力，如范德华力、静电作用力、双层作用力等。
这些作用力使得流体分子在受力作用下发生结构的重新排列，从而导致了流体的黏度发生变化。
例如，在剪切应力作用下，流体分子会发生定向排列，使得流体的黏度增大；而在剪切速率增大时，流体分子则会发生剪切稀化现象，使得流体的黏度降低。
因此，非牛顿流体的流变行为可以通过流体内部微观结构的变化来解释。
从宏观层面来看，非牛顿流体的流变行为也可以通过流体的流动特性来解释。
在非牛顿流体中，流体的流动不再遵循牛顿流体的黏度不随剪切速率变化的规律，而是呈现出了复杂的非线性流变行为。
例如，在剪切应力较小的情况下，非牛顿流体呈现出了剪切稀化的特性，即流体的黏度随着剪切速率的增大而减小；而在剪切应力较大时，非牛顿流体则呈现出了剪切增稠的特性，即流体的黏度随着剪切速率的增大而增大。
这种复杂的流变行为可以通过非牛顿流体内部分子结构的变化和流体流动状态的变化相结合来解释。
总的来说，非牛顿流体的流变行为是由其内部微观结构和流体流动特性共同决定的。
在工程应用中，我们可以通过控制非牛顿流体的微观结构或者流动状态来实现对流体性能的调控，从而实现对流体的精确控制和应用。
非牛顿流体的研究不仅有助于深化我们对流体力学的理解，还为我们开发新型流体和改进传统流体提供了重要的理论基础。
希望通过本文的介绍，读者能对非牛顿流体的原理有所了解，进一步引起对非牛顿流体研究的兴趣，为相关领域的发展做出贡献。
非牛顿流体的原理
非牛顿流体的原理非牛顿流体是指在受力作用下，流体黏度随着剪切速率的变化而变化的流体。
与牛顿流体不同，非牛顿流体的黏度不是一个恒定值，而是和流体的流动状态有关。
非牛顿流体的原理可以通过以下几个方面来解释。
首先，非牛顿流体的原理与分子结构有关。
在非牛顿流体中，分子之间的相互作用会随着流体受力而发生变化，从而导致流体的黏度随着剪切速率的变化而变化。
这种分子结构导致了非牛顿流体在流动过程中表现出不同的黏度特性，如剪切稀化和剪切增稠等现象。
其次，非牛顿流体的原理与流体微观结构有关。
在非牛顿流体中，流体微观结构的变化会导致流体的黏度发生变化。
例如，在受力作用下，流体中的微观结构会发生重新排列，从而导致流体的黏度发生变化。
这种微观结构的变化是非牛顿流体表现出不同流动特性的重要原因之一。
另外，非牛顿流体的原理与流体的流动状态有关。
在非牛顿流体中，流体的流动状态会影响流体的黏度特性。
当流体处于不同的流动状态时，流体的黏度会呈现出不同的变化规律。
例如，在非牛顿流体中，当流体受到较大的剪切力时，流体的黏度会随着剪切速率的增加而减小，这种现象被称为剪切稀化；而当流体受到较小的剪切力时，流体的黏度会随着剪切速率的增加而增大，这种现象被称为剪切增稠。
总的来说，非牛顿流体的原理是由流体的分子结构、流体的微观结构和流体的流动状态共同决定的。
这些因素相互作用，导致了非牛顿流体表现出不同的流动特性。
了解非牛顿流体的原理对于工程应用具有重要意义，可以为相关领域的工程设计和工艺控制提供理论依据。
在实际工程中，非牛顿流体的原理被广泛应用于液体的输送、搅拌、混合等工艺中。
通过对非牛顿流体的特性和原理进行深入研究，可以更好地指导工程实践，提高工艺的效率和质量。
总之，非牛顿流体的原理是一个复杂而又有趣的科学问题，它的研究不仅有助于我们更好地理解流体的行为，还可以为工程应用提供理论支持。
希望通过对非牛顿流体原理的深入研究，能够推动相关领域的发展，为工程实践和科学研究提供更多的启发和帮助。
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什么是非牛顿流体非牛顿流体的原理【建筑工程类独家文档首
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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。
绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体。
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。
非牛顿流体实例
非牛顿流体广泛存在于生活、生产和大自然之中。
绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体。
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。
高分子聚合物的浓溶液和悬浮液等一般为非牛顿流体。
聚乙烯、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、尼龙6、PVS、赛璐珞、涤纶、橡胶溶液、各种工程塑料、化纤的熔体、溶液等，都是非牛顿流体。
石油、泥浆、水煤浆、陶瓷浆、纸浆、油漆、油墨、牙膏、家蚕丝再生溶液、钻井用的洗井液和完井液、磁浆、某些感光材料的涂液、泡沫、液晶、高含沙水流、泥石流、地幔等也都是非牛顿流体。
食品工业中的番茄汁、淀粉液、蛋清、苹果浆、浓糖水、酱油、果酱、炼乳、琼脂、土豆浆、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。
非牛顿流体的特性
射流胀大（也称Barus效应，或Merrington效应）(图1)
图1 奶酪射流出口的胀大现象
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（或称为挤出物胀大比）。
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。
爬杆效应（也称为Weissenberg效应）(图2)
图2 非牛顿流体的爬杆效应（右）
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（非牛顿流体的一种）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。
无管缸吸或开口虹吸(图3)
图3 开口虹吸
对于牛顿流体来说，在虹吸实验时，如果将虹吸管提离液面，虹吸马上就会停止。
但对高分子液体，如聚异丁烯的汽油溶液和百分之一的POX水溶液，或聚醣在水中的轻微凝肢体系等，都很容易表演无管虹吸实验。
将管子慢慢
地从容器拨起时，可以看到虽然管子己不再插在液体里，液体仍源源不断地从杯中抽出，继续流进管里。
甚至更简单些，连虹吸管都不要，将装满该液体的烧杯微倾，使液体流下，该过程一旦开始，就不会中止，直到杯中液体都流光。
这种无管虹吸的特性，是合成纤维具备可纺性的基础。
湍流减阻（也称Toms效应）(图4)
图4 湍流减阻：同样动力下消防水龙头喷水图
非牛顿流体显示出的另一奇妙性质，是湍流减阻。
人们观察到，如果在牛顿流体中加入少量聚合物，则在给定的速率下，可以看到显著的压差降。
湍流一直是困扰理论物理和流体力学界未解决的难题。
然而在牛顿流体中加入少量高聚物添加剂，却出现了减阻效应。
有人报告：在加入高聚物添加剂后，测得猝发周期加大了，认为是高分子链的作用。
虽然湍流减阻效应的道理尚未弄得很清楚，却己有不错的应用。
在消防水中添加少量聚乙烯氧化物，可使消防车龙头喷出的水的扬程提高一倍以上。
应用高聚物添加剂，还能改善气蚀发生过程及其破坏作用。
其他性质
非牛顿流体除具有以上几种有趣的性质外，还有其他一些受到人们重视的奇妙特性，如拔丝性（能拉伸成极细的细丝，可见“春蚕到死丝方尽”一文），剪切变稀（可见“腱鞘囊肿治愈记”一文），连滴效应（其自由射流形成的小滴之间有液流小杆相连），液流反弹等。
结语：任何一个人，都要必须养成自学的习惯，即使是今天在学校的学生，也要养成自学的习惯，因为迟早总要离开学校的！自学，就是一种独立学习，独立思考的能力。
行路，还是要靠行路人自己。
努力学习，勤奋工作，让青春更加光彩。
本文由王敏老师编辑整理，感谢大家的支持！。