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

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。

η===rate shear stress shear / viecosity

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=tan α 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。