非牛顿流
斯托克斯1845在牛顿这一实验定律的基础上,作了应力张量是应变率张量的线性、流体各向同性、流体止时应率为零的三假设,从而导出了广泛应用于流体力学研究的线性本构方程,以现被广泛应用
后来人们在进步的研究中知道,牛顿粘性实验定律(以及在此基础建立的纳-斯方程)对于描像水和空气这样低分子量的流体是适合的,而对描述具有高分子量的流体就合适了,那时剪应力与剪切应变率之间不再满足线性关系。早人出现之前,非牛顿流体就已存在,因为绝大数生物流体都属于现所定义的非牛顿流。上的血、淋巴液、囊液等多种体以及像细胞质那的“半流体”都属非牛顿体。现在去医院作血液测试项目之一,不再说是“血粘度检查”,而是“血液流变学检查”(简称血流变),这就是为对血液言,剪应力与切应变率之间不再是线性,已无法只给出率(即粘度)来说明血液
非牛顿流
20127月21日,湖南卫视《乐大本
英国科学家已经用被戏称为“防弹蛋奶糊”的物质制成一种液体防护衣,这种防护衣在受压会自变硬,吸撞击在它表面的弹片产生的冲击力。事实上,种物质就是一种着
非牛顿流体及其奇妙特性现在去医院作血液测试的项目之一,不再是“血黏度检查”,是“血液流变捡查”(简称血流变),为什么会有这样的变化呢?这就要非顿流体谈起。英国学家牛顿于1687年,发表了以为作介质的一维流动的实验结果。验在两平行平板间充满水时进行的,平板固定动,上平板在其自身平面内以速U向右运动。时,附着于上、下平板的流体质点的速度,分别是U和0,两平板的速度呈线性分布,斜率是黏度系数。由此得到了著名的牛顿黏性律。斯托斯1845年在牛顿这一验定律的基础上,作了应力张量是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,从导出了广泛应用于体力学研究的线本构方程,以被广泛应用的纳维-斯托克斯方程(简称:纳斯方程)。后来人们在一步的研中知道,牛顿黏实验定律(以及在此础上建立的纳斯方程),对于描述像水和空气这样低分子量的简单流体是适合的,而对描述具有高分量的流体就不合适了,那剪应力与剪切应变率之间己不再线性关系。为区起见,人们将剪应力与剪切变率之间满足线性关系的流体称为牛顿流体,把不满足线性关系的流体称为非牛顿流体。因为血液而言,剪应力与切应变率之间己不再是线性关系,无法只给出一个斜率(即黏度)来明液的力学特性,只好作血流变学测试,出二者间的非关。形形色色的牛顿流体早人类出现之前,非牛顿体就己存在,因为大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体。人身上的血液、淋巴液、液等多种体液,以及像细胞质那样的“半流体”,都属非牛顿体。近几十年来,促非顿流体研究迅速开展的主要动力一,是聚合物工业的发展。聚乙烯、聚丙酰胺、氯乙烯、尼龙6、PVS、赛璐珞、涤、橡胶溶液、各种工程塑料、化纤体、溶液等,都是非牛顿流体。石油、泥浆、水浆、陶瓷浆、纸浆、油漆、油墨、牙膏、家蚕丝再生溶液、钻井用的井液和完井液、磁浆、些感光料的涂、泡沫、液晶、含水流、泥流、地幔也都是非牛顿流体。牛顿流体在食品工中很普遍,如番汁、淀粉液、蛋清、苹果浆、菜汤、浓糖、酱油、果酱、炼乳、脂、土豆浆、熔化巧克力、面团、米粉团、以及鱼糜、肉糜各种糜状食品物料。综上所述,在常活和工业生产中,常遇到的各种高分子溶液、熔体、膏体、胶、交联体、悬浮系等复杂性质的流体,差不都是非牛顿流体。有时为了工业生产的目的,在某牛顿流体中,加入些聚合物,在改进其性能的同,也将其变为牛顿流体,如为提高石油产量用裂液、新润滑剂等。现在也有人将血液、果浆、蛋、奶油等这些非常黏稠的液体,牙膏、石油、泥、油、各种聚合物(聚乙烯、尼龙、涤、橡胶等)溶液非顿流体,称为物质。非牛顿流体的奇妙特性及应用射流胀大如果非顿流体被迫从一个大器,流进毛细管,再从细管流出时,可发现射流的直径比毛细管的直径。射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,它依赖于数,其值约在0.88~1.12之间。而对高分子熔体或浓溶液,其值大得多,甚至超过10。一来说,胀大率是流动速与毛管长度函数。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时,管截面长边处的胀大,比短处的胀更加着。尤其在管截的长边中央胀得最大。因此,如果要求生产出的产品的截是矩形的,口模的形状就不能是矩形,而必须是四边间都凹进去的形状。无管虹对于牛顿流体来说,在虹吸实验时,如将虹吸提离液面,吸马上就会停止。但对高分子液体,如聚异丁的汽油溶液和分之一的POX水溶液,或聚在水轻微凝肢体系等,很容易表演无管虹吸实验。将管子慢慢从器拨起时,可以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,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。湍流减阻非顿流体显示出的另一奇妙质,湍流减阻。们观察到,如果牛顿流体中加少聚合物,则在给定的速率下,可以看显着的压差降。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:加入高聚物添剂后,测得猝发周期加大了,认为是高分链作用。减阻效应也称为Toms效应,虽然其道理尚未弄得很清楚,却己不错的应用。消防水中添加少量聚乙烯氧物,使消防车头喷出的水的扬程提高一倍以上。应用高聚物添加剂,还改善气蚀发过程及其破坏作用。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视的奇性,如丝性(能拉伸成极细的细丝),剪切变稀,连滴效应(其自由射流成的小滴之间有液流小杆连),液反弹等。由于非牛顿流体涉及许多工业生产部门的工艺、设备、效率和产质量,也涉及人本身的活和健康,所以越来越科学工作者重。19968月在日本京都国会议心,召的第19届国际理论与应用力学大会(IUTAM)上,非牛顿流动是大会6个重主题之一,是流体学方面参与最踊跃的主题。Grochet邀请报的观点是,高分溶液和熔的特性远异于牛顿流体,认为对这些异常特性的研究,都是带有挑战的
非牛顿流体?お?
用一小小的口香糖便能打开十坚硬的椰?答案是:可以的.将刚刚打开包装的口香糖卷起来,上部捏成尖状,立在桌子上,将新鲜椰子的尾部对口香糖的尖部猛去,口香糖便像钉子一样扎破椰子壳,我们便可品尝到鲜美的椰.口香和粘状物体都是非顿流体,且都具有外界所给的越大、速度越快、反力也越大特点.所以口香糖能扎进快速用力砸向它的椰子外壳.牛顿流是什么东,具有什么样的特,又能给生
一、非
非牛顿体是,不满足牛顿黏性实验定律的流体,即其剪应与剪切应变率之间不线性关系.非牛顿流体广泛存在于活、生产和大自然中.绝大多数生物流体都属于非牛顿流体.(1)人体身上的血液、淋巴液、囊液等种体液,以及像细胞质那样的“半流体”都属于牛顿流体.(2)高分子聚合物浓液和浮液等一般为非牛顿流体.聚乙烯、聚丙烯酰胺、聚烯、尼6、PVS、赛珞、涤纶、橡胶溶液、种程料、化纤熔体、溶液等,都是非牛顿流体.油、泥浆、水煤浆、瓷浆、纸浆、油漆、油、牙膏、家丝再生溶液、高含沙水流、泥石流、等也都是非牛流体.(3)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、土浆、熔化巧克、面团、米粉团、及鱼糜、肉糜等各种糜状食品物料都是非牛顿流体.由此,牛顿流体就在我身边,只是我们
二、非
非牛流体具有射流胀大、爬杆应、无缸
1.射胀大.如果非牛顿流体被迫从一个大器,流进一毛管,从毛细管流出时,可发现射流的直径比毛细
2.爬效应.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)烧杯里,旋转实.对于牛顿流体,由于离心力的作用,液面将呈形;而对于黏性流体,却向杯中心流动,并沿杆向爬,液面变成凸形,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,必须考虑杆效应影响.同,在设计非牛顿流的输运泵,
3.无缸吸或开口虹吸:对于牛顿流来说,在虹实验时,如果将虹吸提离液面,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溶液,或聚醣在水中微凝肢体系等,都容易表演无管虹吸实验.将管子慢慢从容器拨起时,以看到虽管子已不插在液体,液体仍源源断地从杯中抽,继流进管里.甚至更简单些,连虹吸都不要,将装满该液体的烧杯微倾,使液体流下,该过程一旦始,就不中止,直杯中液体都流光.这管虹吸的特,
4.湍流阻.非牛顿流体显示出的另一奇妙质,是湍流减.人们观察到,如果在牛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.湍流直是困扰理论物理和流体力学界未解的难题.然而在牛顿流加入少量高聚物添加剂,却出现了减阻效应.虽然科学家对湍流减效应的原理尚未得清楚,却有不错的应用.在消防水添加少量聚乙氧化物,可使消防龙头喷的水的扬程提高一倍以上.用高聚物添剂,还能改善气蚀发生过程及其破坏作用,建筑工程中所用的防腐蚀和防的涂料,就于非牛顿流.当然,非牛顿流体还有他特性,如拔丝、切变稀、连滴效应以及液
三、非
在生活工业生中常遇到的各种高分子溶液,熔体,膏体,凝胶,交联体系,悬浮体系等杂性质的流体,差不多都是非牛流.实际上,我们已经利用非牛顿流体的上述特性,使之服务于生产、生活以及安全防护.例如,有时为了工业产的目的,在某种牛顿流体中,需加入一些聚合物,改进其性能的同时,也将变成为非顿体,为提高石油产量使用的压裂液,新型润滑剂等;因为非牛具有杆效应的特点,所在建筑工程中,商品混凝的运的设计也应虑和利用这一效应;建筑工程中的防、防腐蚀涂料、以及凝土中的各种添加剂等都是牛顿流体.有关资料表明,已经有人开始着手研究顿流体防弹衣了.泥石流也属于非牛顿流体.我相信,随着科技的步,人们会研出降低泥石流下滑速度或控制滑动方向方法,以便保护民群众的生命财产安.随着社会的进步以及人们对非牛体进一步的认识和了解,它生产、生活以及全防护中扮演更
非牛顿流体
非牛顿流体
科技名词定义
中文名称:
非牛顿流
non-Newtonian fluid
定义:
黏度数在剪切速
所属学科:
机械工程(一级学科);分析仪器(级学科);
本内由全国科
目录
牛顿1687年发表了以为工介质的一维剪切流动的实验结果。 实验是在两平行平板间充满水时进行的(1),下平板固定不动,上 平板在其身平面内以等速U向右运。此时附于上下平板的流体质 点的速度分别为U和0,两平板间速呈线性分布。由此
编辑本段
相关理论
斯托克斯1845年在牛这一实定律的基础上,作了应力张量是 应变率张量的线性函数、流体各向同性、流止时应变率为零的三 项假设,从而导出广泛应用于流体学研究线性本构方程,以及 现被广泛用的纳维-斯托克斯方程。 后来们进一步的研究中知,牛顿
基础上立的纳-斯方程)对于
是适合的,而对述具有高分子量的流体就不合适了,时剪应力与 剪应变率之间已不再满足线性系。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流体,而把不满足线性 关系的流体称非牛顿流体。 早在人出之,非牛顿流体就已存在,因为绝大多数生物 体都属于现在所定的非牛顿流体[1]。身的血液、淋巴液、囊 液等多种体以及像细胞质那的“半流体”都属于牛顿流。现 在去医院作血液测试项目之一,已再说是“血粘度检查”,而是 “血液流变学检查”(简称血流变),这就是因为血液而言,应力 与剪应变率之间不再是线性关系,已无法只给出一个(粘度) 来说明血液
非牛顿流
现在去医院作液测试的项目之一,己不再是“血黏度检查”,而是“血液变学查”(称血流变),为什么会有这样的变化?这就要从
英国科学家牛顿于1687年,发了以水为工作介质的一维剪切流动的实验结果。实验是在两平行平板间充满水时进,下平板固定不动,上平板在其身平面内等速U向右运动。时,着于上、下平板的流体质点的速度,分别是U和0,两平板间的速度呈线分布,斜率是黏度系数。此得到
斯托克斯1845年牛顿这一实验定律的基础上,作了应力张量是应变率张量的线性函数、各向同性及流体静止时应率为零三项假设,从导出了广泛应用于流体力学研究线性本构方程,以及被广泛应的维-斯托克斯程(
后来人们在进步的研究中知道,牛顿黏性验定律(以及此基础上建立的纳斯程),对于描述像水和空气这样低分子量的简单流体是适合的,而描述具有高分子量的流体就不适了,那时剪应力与应变率之间己不再满足线性关系。为区别起见,人们将剪力与剪切应变率满足线性系的流体称为牛顿流,而把不满足性关系的流体为非牛流体。因为对血液而言,剪应力与切应变率之间己不再是线性关系,己无法只给出一个斜率(即黏度)来说明液的力学特,只好作血流变学测,给出二者间的
早在人类出现之,非牛顿流体就己存在,因为绝大多数生物流体都属于在所定义的非牛顿体。身上的血、淋巴液、囊液等多种体液,以及像细胞质那的“半流体”,属
近几十年来,促使牛顿流体研究迅速开展的主要动力之一,是聚合物工业的发。聚乙烯、聚丙烯酰、聚氯烯、尼龙6、PVS、赛璐珞、涤纶、橡胶溶液、各种工程塑料、的熔体、溶液,
石油、泥浆、水浆、陶瓷浆、纸浆、油漆、油墨、牙膏、家蚕丝再生溶、钻井用的洗井液完井、磁浆、些感光材料的涂液、泡沫、液晶、高含沙水流、泥石流、地幔等都
非牛顿流体在食工业中也很普遍,如番茄汁、淀粉液、蛋清、苹果浆、菜汤、浓糖水、酱、果、炼乳、脂、土豆浆、熔化巧克力、面团、米粉团、以鱼糜、肉糜等种
综上所述,在日常生活和业生产,常遇到的各种高分子溶液、熔体、膏体、凝胶、交联体系、悬浮体系等复杂的流体,差不多都是非牛顿流体。有时为了业生产的目的,某种顿流体中,加入一些聚合物,在改其性能的同时,也将其变成为非牛流体,如为提高石油产量用的压
现在也有人将血、果浆、蛋清、奶油等这些非常黏稠的液体,牙膏、石、泥浆、油漆、各聚合物(聚乙烯、龙、涤纶、橡胶等)溶液等非牛顿流体,称为软质。 非牛顿体的
射流胀大
如果非牛顿流体被迫从一个大器,流一根毛细管,再从毛细管流出时,可发现射流的直径比毛细管的直径大。射流的径与毛细管之比,称为模片胀大率(或称为挤出胀大比)。牛顿流体,它依赖于诺数,值约在0.88~1.12之间。而对高分子熔体或浓溶液,其值大得多,甚至可过10。一般来说,模片胀率是流动
模片胀大现象,在口模计中十分重要。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,比短边处的胀大更加显著。尤其在截面的长边中央得最。因此,如果要求生产出的品的截面是矩形的,口模的形状不是矩形,而必须四边中
这种射
图 1 奶酪生产
爬杆效应
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(非牛顿流一种)的烧杯里,旋转实验杆。于牛顿流体,由于离心力的作,液面呈凹形;而对于黏弹性流体,却向中心流动,并沿杆向上爬,液面变成凸,至在实验杆旋转速度低时,
爬杆效应也称Weissenberg效应。在设计混器时,必须考虑杆应的影。同样,在设计非牛顿流体的输运泵,也应考虑
图 2 爬杆效应实
无管虹吸
对于牛顿流来说,在虹吸实验时,如果虹吸管提液面,虹吸马上就会止。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,或聚醣在水中轻微凝肢体系等,容易表演无管虹吸实验。将管子慢慢地从容器拨起时,可以看到虽然管己不再在液体里,液体仍源不断地从中抽出,继续流进管。甚至更简单些,连虹吸管都不,将装满该液体的烧杯微倾,使液体流下,该过程一旦开始,就不会止,直到中液体都流光。这管虹吸的特,
图 3 无管缸
湍流减阻
非牛顿流体显示出的另一奇性质,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,可以显著的压差降。湍流一直是困扰理物理和流力学界未解决的难。然而牛顿流体中加入少量高聚物添加剂,出现了减阻效应。有人报告:在加入高物添剂后,测得猝发周期大了,
减阻效应也称为Toms效应,虽然其道理尚未弄得很清楚,却己有不错的应用。消防水中添加少量聚烯氧化,可使消车龙头喷出的水的扬程提高一倍以上。应用高聚物添加,能改善气蚀发过
图 4 湍减阻:在同样动力下两幅消防水头喷水。上为添加聚乙烯氧化物的情形,下图为添加聚乙烯氧
非牛顿流体除具以上几种有趣的性质外,还有其他一些受到人们重视的奇特性,如拔丝性(拉伸极细的细),剪切变稀,连滴效应(其自由射流形成的小滴间液流小杆
由于非牛顿体涉及许多工业生产部门的艺、设备、效率和产品质量,也及人本身的生活和健康,所以越来越受到科学工作者的重视。1996年8月在日本京都际会议中心,召开19届国际理论与应用力学大会(IUTAM)上,牛顿流体流动是会的6重点主题之一,也流体力学方参与最踊跃的主题。Grochet邀请报告的观点是,高分子溶液和熔体的特性远异于牛顿流体,并认为对这些异特性的究,都是有挑战性的课题。 (原刊登于《
非牛顿流体
非牛
(1)非时变性非牛顿体:流体的表观粘度只与应变率(或剪应力)关,与剪切作用持续时间
(2)时变性非牛顿流:流体的表观粘度不仅与剪变率(或剪应力)有关,而且与剪切作用持续时
(3)粘弹流体:兼有
非牛
射流胀大
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,可现射流的直径比毛细管的直径大。流直径与毛细管直径之比称为模片胀率(亦为挤出胀比)。对牛顿流体,它赖于雷诺数,其值约在0.88~1.12间。高子熔体或浓,其值大得多,甚至可超过10。一般来说,模胀大率是流动速率与毛
模片胀大现象在口模设计中十分重。聚合物熔体从一根矩形截面的管口流时,管截长边处的胀大比短处胀大更加显著,在管截面的长边中央
这种射流胀大象也叫Barus效应或Merrington
爬杆效应
1944年Weissenberg在英国伦敦帝国学院公开表演了个有趣的实。在一只有粘弹流体(非牛顿流体的一种)的烧杯里,旋转实验。对于牛顿流体,由于离心力验的作用,液面将呈凹;而对于弹性流体,却向杯心运动,并沿杆向上爬,液面成凸形。甚至在实验杆的旋转速度很低时,也可以观察到这一。爬应也为Weissenberg效应。在设计混合器时,必考虑爬杆效应的影响。同样在计非牛顿流体的输泵,也
无管虹吸
对牛顿流体来说,在虹吸实验时,如果将虹吸管提离液面,虹吸马就会停止。但对高分子液体,聚异丁烯的汽油溶液和1%POX水溶液,或聚在中的轻微凝胶体系等容易表演无管虹吸实验。将管子慢慢地器拔时,可以虽然管子已不再插在流体里,流体仍源源断地从杯中抽起,
至更简单地,连虹吸管都不要,将装该流体的烧杯微倾,使流体流下,这过程一旦始,就不中止,直到杯中流体光。这种无管虹吸的特性是合成纤维具备可纺
湍流减阻
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,如果在牛流体中加入少的聚合物,则在给定的速率下,可以看到著的压差降。图8给出了两种不同浓度的聚烯的氧化溶液的摩擦数f对于雷诺数R的关系线。湍流一直是困扰流体力学界未解决的难题,然而顿体加少量高聚物添,却出现了减阻效应。有人报告在加入高聚物添加剂后,得猝发周期加大了,认
减阻效应也称为Toms效应,虽然道理并未得很清楚,但已有不错的应用。在消防水中添加少量聚乙化物,可使消车龙头喷出的水的扬程提高倍。应用高聚物添加剂还能改变气蚀发生程及其破坏
其他
非牛顿流体除具有以上几种有趣的性外,还有其他一些受到人们重视的奇妙特性,拔丝性,切变稀,连滴效应(自射流形成的小滴之间有液流小杆相连),
应用:
聚合物工业的发展。聚乙烯、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、尼龙6、PVS、璐珞、涤纶、橡溶液、各种工程塑料、化纤的熔体、溶液,都是非牛顿流体,淀粉液。常遇到的各种高子溶液、体、膏体、凝胶、交联体系、悬浮体系等复性质的流体,差不多都是非牛顿流体。有时为了工业生产的,某牛顿流体中,加些聚合物,在改进其性能的同时,也将其变成为非牛顿流体,如为提高石油量使的
非牛顿流体
非牛顿
现在去医院作血液测试的项目一,己不再是“血黏度检查”,而是“血液变学捡查”(简称血流变),什么有这样的变化呢,这就要从非牛顿流
英国科学家牛顿于1687年,发表了以水为工作介质的一维剪流动的实验结果。实验是在两平平板间充满水时进行的,下平板固不动,上平板其身平面内以等速U向运动。此时,附着于上、下平板的流体质速,别是U和0,平板间的速度呈线性分布,斜率是黏度系数。由此得到了著名的
斯托克斯1845年在牛顿这一实验定律的基础上,作了应力张量是应变率张量的线性函数、流体各向同性及流体静止变率为零的三项设,从而导出了广泛应用于流体研线性本构程,以及被广泛应用的纳维-斯托
后来人们在进一步的究中知道,牛顿黏性实验定律(以及在此基础上建立纳斯方程),于描述像水和空气样低分子量的简单流体是适合的,而对描述具有高分量的流体就不合适了,那时剪应力与剪切应变率之间己不满足线性关。为区别见,人将剪应力与剪切应变率之间满足线关系的流体称为牛顿体,而把不满足线性关系的流体称为非牛顿流。因为血而,剪应力与剪切应率间己不再是线性关系,己无法只给出一斜率(即黏度)说明血液的力特性,只好作血流学测,给
形形
早在人类出现之前,非牛顿流就己存在,因为绝大多数生物流体都属于现所定义的牛顿流体。人身上血液、淋巴液、囊液等多种体液,以及像细
“半流
近几十年来,促使非牛顿流体研究迅速开展的要动力之一,是聚合物工业的发展。聚乙烯、聚丙烯酰、聚氯乙烯、尼6、PVS、赛璐珞、涤、胶液、各种工程塑料、化纤的熔体、溶液等,都是非
石油、泥浆、水煤浆、陶瓷浆、纸浆、油、油墨、牙膏、家蚕丝再生溶液、钻井用的洗井和井液、磁、某些感光材料的涂液、沫、液晶、高含沙水流、泥石流、地幔等也都是非牛
非牛顿流体在食品工业中也很普遍,番茄汁、淀粉液、蛋清、苹果浆、菜汤、浓糖水、酱、果酱、乳、琼脂、土豆浆、熔化克、面团、米粉团、以及鱼糜、肉糜等各种糜状食
综上所述,在日常生活和工业产中,常遇到的各种高分子溶液、熔体、膏、凝胶、联体系、悬浮体系复杂质的流体,差不多都是非牛顿流体。
业生产的目的,在某种牛顿流体中,加入一些聚合物,在改进其性能同时,也将其变成为非牛顿流,如为提高石油产量使用的压裂液、新型润滑剂。 在也有人将血液、浆、蛋清、奶油等这些非常黏稠的液体,、油、泥浆、油
非牛顿
射流胀大
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,可发现射流的直径比毛细管的径大。射流的直径与毛细管直径之比,称为模胀大(或为挤出物胀大比)。牛顿流体,它依赖于雷诺数,其值约在0.88,1.12之间。于高分子熔体或浓溶液,其值大得多,甚至可过10。一般来说,
速率与
模片胀大现象,在口模设计中十分重要。聚合物熔体从一矩形截面的管口流出时,管面长边处的胀大,比短边处的胀大更加显。其在管截面的长中央胀得最大。因此,如果要求生产的品截面是矩的,口模的形状就不能是矩形,而必是四边中间都凹
这种射流胀大现,也叫Barus效应,或Merrington
爬杆效应
1944年Weissenberg在英国伦敦帝国学院,公开表演一个有趣的实验:在一只有黏弹流体(非牛顿流体的一种)的烧杯,旋转实验杆。对于顿流体,由于离心的作用,液面将呈凹形;而对于黏弹性流体,却向中流动,并向上爬,液面变成凸形,甚至在实验杆旋转速很低时,也可以观
爬杆效应也称为Weissenberg效应。在设计混合器时,必须考虑杆效应影响。同样,在设牛流体的输运泵时,也应考虑和利用这
爬杆效应实:左为牛
无管虹吸
对于牛顿流体来说,在虹吸实验时,如果将虹吸管提离液面,虹吸马上会停止。但对分子液体,如聚丁烯的汽油溶液和百分之一的POX水溶液,或聚在水中的轻微凝肢体系等,都很容易表演无管虹吸实验。将管子慢地从容器起时,以看到虽然管子己不再插在液体,液体仍源源不断从杯中抽出,继续流进管里。甚至更简单些,虹吸不要,将装满该液体的烧倾,使液体流下,该过程一旦开始,不会中止,直到杯中液体都流。这种无管虹吸的性,合成
无管缸吸:对于化纤生产有重要意义
湍流减阻
非牛顿流体显示出的一奇妙性质,是湍流减阻。人们观察到,如果在牛顿流体加入少量聚合,则在给定的速率,可以看到显著的压差降。湍流一直是困扰理论物理和流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剂,却出现了阻效应。人报告:在加入高聚物添加剂后,测得猝发周加大了,认为是高分链的作用。 减阻效应也称为Toms效应,虽然理尚弄很楚,却己有不的应。消防水中添加少量聚乙烯氧化物,可使防车龙头喷出的水扬程提高一倍以。应用高聚物添加,还改善
湍流减阻:同样动力
上图为
下图为
非牛顿流体除具有以上几种有趣的性质外,还有其他一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“蚕死丝方尽”一文),剪切变稀(可见“腱鞘囊肿治”),连滴效(其自由射流形成的小滴之间有液小杆相连),
由于非牛顿流体涉及许多工业生产部门的工艺、设备、效率和产品质量,也涉人本身的生活和康,所以越来越受到科学工作者的重视。1996年8月在日本京都国际会议中心,召开的第19届国际论与应用学大(IUTAM)上,非牛顿体流动是大会的6个重点主题之一,也是流体力学方面参与跃题。Grochet请告的观点是,高分子溶液和熔体特性远异于牛顿流体,并认对这些异常特性研,都