牛顿流体与非牛顿流体资料

人们已经利用韦森堡效应，可以让赤裸的电线直接包裹上 塑料，完全淘汰了过程复杂、成本高昂的沙包线工艺。 （3）射流胀大现象： 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。如有图示：
其中
De=4~5D
（4）回弹现象
（5）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。对于非牛顿 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。
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。
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。
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
牛顿流体与非牛顿流体之 间的区别
姓名：高墨尧 学号：20150614 专业：农业机械化 2015年12月18号
主 要 内 容
一、流体流变特性的分类 二、牛顿流体
（一）牛顿流体的定义 （二）牛顿流体的特点 （三）牛顿流体的曲线
三、非牛顿流体
（一）非牛顿流体的定义 （二）非牛顿流体的分类 （三）非牛顿流体的流变特性
二wenku.baidu.com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
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 ）
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。
三、非牛顿流体
（一）非牛顿流体的定义
非牛顿流体的定义：当一种液体的剪切应力和剪切速率之 间存在着非线性关系，粘度值随剪切应力或剪切速率的变化而 改变时，这种流体则称为非牛顿流体。 根据剪切应力与剪切速率关系的不同可将非牛顿流体区分 为若干类型，图3-1示出了几种常见类型的非牛顿流体的剪应力 与剪切速率之间的关系曲线。
（2 ）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。粘弹性流体除粘度函数与剪切持续时间有关外，在 剪切流动中还表现出法向应力差效应。
（三）非牛顿流体的流变特性
（ 1 ）剪切稀化现象：粘度随剪切变形速率增大而减小，变 形速率愈大，表观粘度愈小，流动性就愈好。 （2）爬杆现象(韦森堡效应)
（二）非牛顿流体的分类
图3-1 流体的流变图
根据表1-1中非牛顿流体的粘度函数是否和剪切持续时间有 关，可以把非牛顿流体分成两类：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： （1）宾汉流体：又称塑性流体，它是只当剪切应力大于某 一数值时才开始流动的流体，这时体系并非全部发生形变，而 是产生滑动，中间未发生变化的部分仍按原来的结构形式一起 向前运动。当应力大于屈服值后，其流动性跟牛顿流体完全一 样。一些浓悬浮液如糊状物、软膏、面团、淤泥等，在适当条 件下可表现出这种行为。 （2）剪切稀化流体：也称假塑性流体，这种流体没有屈服 值，表观粘度随剪切速率增加而减小。这种粘度随剪切速率增 大而减小的现象称为剪切变稀现象。