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非牛顿流体力学

非牛顿流体力学是由流变学发展起来的研究非牛顿流体应力和应变的关系和非牛顿流体流动问题来自的分支学科。非牛顿流体是剪应力和剪切变形速率之间不满足线怀三元践再击稳性关系的流体。自然界中360百科存在着大量非牛顿流体,例如油脂、油漆、牛奶、牙膏、动物血液、泥浆等。律多学快村斤非牛顿流体力学在化学纤维工业、塑料工业、石油工业、化学工业、轻工业、食品工业等许多部门绍留祖最蒸坚有广泛的应用。

  • 中文名 非牛顿流体力学
  • 外文名 Non-newtonian fluid mechanics
  • 常见类型 油脂、油漆、牙膏
  • 研究始于 1867年

基本介绍

  主要研究非牛顿流体定常流动在什么条件下受到乡权护小扰动仍然是稳定的。近年来,这方面的研究取得一些成果。在圆筒库来自埃特流动中,粘弹性流体的弹性对稳定性影响依赖于所选择的本构方程和第二法向应力差。若二圆筒的间隙比半径小很多,当第二法向应力差大于零时,弹性守液座深煤破否县钱使流动失稳,小于零时正好相反。又如,在大雷诺数下的平面泊肃叶流动(见层流)和斜面360百科流动中,粘性流体的弹性可使流动失稳;在大雷诺数的斜面流动中,粘塑流体的塑性可增加流动的稳定性。另外,在聚合物通过一个收缩口被挤入铸模的流区者氧给友动中,不稳定流动会使塑料产品表面产生裂纹。在聚合沉群生跳则士物的纺丝流动中,不稳定流动除了组述烧施产生表面裂纹外,还会产生拉丝共振现象,即纤维直径和法向应力的周期振动。在聚合物加工过程中,小雷诺数流动也会出现不稳定性。流动稳定性的研究,对于化工、化纤、胶片制造等工艺都是十分重要的。

非牛顿流体力

流变特性

  实验手段和方法:研究和确定非牛顿流体的材料函数和流动特性,常用的主要测试手段有:

  同心圆筒式和锥板式旋转粘度计:它们使试样产生电行居买普倒模图晶一均匀的剪切变形速率,通过测量相应的剪切力,直接确定剪应力和剪切变形速率之间的关系,从而算出非牛顿流体的粘度。锥板式粘度计还可测量流体作用在静止板上的总力,以确定法向应力差。

  导管粘度计:通过测量压力梯度和体积流量,导长山喜出剪应力和剪切变形与好电晶迅娘苏策当现久速率之间的关系。它的数据处理比旋转粘度计复杂,适应性小,但结构简单并可用作高剪切速率粘度计。此外还有测伸长粘度的伸长流变仪等。

  常用的测试方输周既普宁着士超议治法有:

  动态试验:使材料作正弦变化的剪切运动,跟踪观测产生应力的振幅和相位移并作频率响应分析,可得流杆算该银计体的动态性能。

  应力松弛试验:以常速率剪切流体,足够长时间后流界是害并体的流动达定常状态,再突然停止运动。画出应力和时间的曲线可确定松弛时间。

  参考书目

  陈文芳:《非牛顿流体力学》,科学出版社,北京,1984。

  K. Walters,Rheometry,In多叫员女别dustrial Applications,Research Studies Press,Chichester,1980.

  W. R. Schowalter,Mechanics of Non-Newtonian Fluid,Pergamon Press,Oxford,1978.

定律

  质量守恒、动量守恒、能量守恒、熵不等式

非牛顿流体

  非牛顿(式)流体是一种流体力学中的概念,与牛顿流体相对(如沥青,熔融状态的塑料,聚合物溶液,悬浮液(比如血液))。作用于液体微元上的摩擦应力除与当前的运动状态外还与液体过去的运动状态有关,也就是说,此种液体有记审农含色美侵忆效应。其中一种比较广为人结项先圆下黄苏小律显知及易于家中试制的非牛顿流体为玉米粉加水的制成品(约来自十比七)。

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