非牛顿流体的分类

姓名：高墨尧学号：20150614 专业：农业机械化

非牛顿流体的分类

根据非牛顿流体的粘度函数是否和剪切时间有关，可以把非牛顿流体分成两大类：非时变性非牛顿流体和时变性非牛顿流体。

1、非时变性非牛顿流体

这类流体的切应力仅与剪切速率有关，即粘度函数仅与应变速率或（切应力）有关，而与时间无关。非时变性非牛顿流体主要包括：

假塑性流体：粘度随剪切速率的增大而降

低。特点：

（1）在直角坐标系中，其流变曲线为凹向

剪切速率轴的且通过原点的一条曲线。

（2）τ和γ 是一一对应的，即受力就有流

动，但τ与γ 的变化关系不成比例（即不符合

牛顿流体内摩擦定律，故为非牛顿流体）。随着γ 的增加，τ的增加率逐渐降低。

胀塑性流体：粘度随剪切速率的增大而增

大。特点：

（1）在直角坐标系中，膨肿性流体的流变

曲线为通过坐标原点且凹向剪切应力轴的曲线，

如图所示。

（2）一受力就有流动，但剪切应力与剪切

速率的不成比例，随着剪切速率的增大，剪切

应力的增加速率越来越大，即随着剪切速率的增大，流体的表观粘度增大，这种特性被称为剪切增稠性。因此，膨肿性流体具有剪切增稠性。

宾汉流体：理想粘塑性流体,存在一定程度的屈服应力。特点：

（1）流变曲线如图所示，为一条直线，但直线不通过坐标原点，而是与剪τ处相交。

切应力轴在

B

τ时，宾汉

（2）当对流体施加的外力τ<

B

姆流体并不产生流动，体积只产生有限的变形，

τ时，体系才产生流动。且流动后

只有当τ>

B

τ是使体系产生流动所需

流体具有剪切稀释性。

B

要的最小剪切应力，即使流体产生大于0的剪切

速率所需要的最小剪切应力，称之为屈服值。屈

服值的大小是体系所形成的空间网络结构的性质所决定的。

凡是具有屈服值的流体均称为塑性流体，外力克服其屈服值而产生的流动称为塑性流动。

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：

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。其特点：

（1）流体的表观粘度随剪切时间而下降

（2）流体的表观粘度随时间而增长

（3）反复循环剪切流体可得滞回环

（4）无限循环剪切流体可得到平衡滞回环

粘弹性流体：粘弹性流体同时具有粘性液体和弹性固体的性质，哪种性质的表现程度如何要取决于外力作用时间的快慢长短。其现象：

（1）爬杆现象

（2）挤出胀大现象

（3）同心套管轴向流动现象

（4）回弹现象

（5）无管虹吸现象

（6）汤姆孙减阻效应

以上就是非牛顿流体的分类，而我们平时接触的大多数物料也都是非牛顿流

体。物料粘度变化曲线各不相同，为了能用科学的方法来对非牛顿流体的粘度特性进行描述，因此我们研究出了流变仪来更好、更精确的分析物料的流变特性。

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