關於非牛頓流體,其實我們認識的都是錯的?

2021-02-07 知有其二


牛頓流體指剪應力與剪切應變速率成正比的流體,反之非牛頓流體就是指其剪應力與剪切應變率之間不是線性關係,不滿足牛頓黏性實驗定律的流體。

關於非牛頓流體,大家一定看過這樣:


這樣:


還有這樣:



但是隨著我們從越來越多的科普節目、文章中認識到非牛頓流體,這些認識與理解真的是對的嗎?

我們對上面的圖片、動圖接觸的越來越多,導致現在大多數人都誤會覺得:非牛頓流體就是當受力小的時候為液體,而受到較大的外力就會變得較粘稠、較硬(類似固體)的東西。


但是這真的是正確的嗎?


其實非牛頓流體分成兩大類:非時變性非牛頓流體時變性非牛頓流體


    這種流體粘度隨剪切速率的增大而增大,就是我們開頭圖片所展示的那樣,一般由玉米澱粉(鷹粟粉)按比例配製而成,如果我們在脹塑形流體上飛奔而過,就不會沉下來,但是如果靜止站立,就會像沼澤一樣慢慢把我們吞噬進去!


    粘度隨剪切速率的增大而降低,大多數非牛頓流體都屬於假塑性流體,例如食品工業中遇到的一些高分子溶液、懸浮液和乳狀液,如醬油、菜湯、番茄汁、濃糖水、澱粉糊、蘋果醬等都是假塑性流體。


理想粘塑性流體,存在一定程度的屈服應力,牙膏是就是典型的賓漢流體,當作用在液體上的剪應力達到最小時,這些流體便處於流動狀態,如在用油漆刷牆時,刷牆的磙子給與油漆以足夠的外力,使油漆處於流動狀態並作為粘性體附著在牆壁上而不會滯留在磙子上;當油漆離開磙子並不繼續受到外力影響時,便處於普通的彈性體狀態附著在牆壁上不再流動。



    隨著切應力作用時間的延長,表觀粘度越來越小的流體叫做觸變性流體,例如石油原油。



    隨著切應力作用時間的延長,表觀粘度越來越大的流體叫做流凝性流體,這種流體在實際中非常少見。


粘彈性流體同時具有粘性液體和彈性固體的性質,哪種性質的表現程度如何要取決於外力作用時間的快慢長短,例如麵粉團、凝固汽油和瀝青等。



以上就是非牛頓流體的分類,而我們平時接觸的大多數物料也都是非牛頓流,希望大家能夠通過本文章,用科學的方法來認識非牛頓流體!



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相關焦點

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    水其實是一種牛頓流體,之所以叫「牛頓」流體,是因為牛頓當年確實研究了關於水這樣流體流動的原因,因此冠以他的大名。牛頓流體的形變率和剪切力呈線性關係。這就意味著牛頓流體的粘度是不變的。同樣,蜂蜜也是一種很典型的牛頓流體。話不多說,我們先來從視覺上感受一下所謂的牛頓流體到底是個什麼樣子的。
  • 非牛頓流體
    非牛頓流體,是指不滿足牛頓黏性實驗定律的流體,即其 剪應力與剪切應變率之間不是 線性關係的流體。非牛頓流體廣泛存在於生活、生產和大自然之中。絕大多數生物流體都屬於現在所定義的非牛頓流體。人身上血液、 淋巴液、囊液等多種 體液,以及像 細胞質那樣的「半流體」都屬於非牛頓流體。非牛頓流體廣泛存在於生活、生產和大自然之中。
  • 非牛頓流體
    非牛頓流體,是指不滿足牛頓黏性實驗定律的流體,即其剪應力與剪切應變率之間不是線性關係的流體。非應用英國科學家已經利用被戲稱為「防彈蛋奶糊」的物質製成一種液體防護衣,這種防護衣在受壓後會自動變硬,吸收撞擊在它表面的彈片產生的衝擊力。事實上,這種物質就是一種顯著的非牛頓流體。近幾十年來,促使非牛頓流體研究迅速開展的主要動力之一,是聚合物工業的發展。
  • 牛頓流體和非牛頓流體
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  • 不可思議的非牛頓流體
    接下來就讓小姐姐給我們演示一下! 牛頓流體VS非牛頓流體 自然界中許多流體是牛頓流體。水、酒精等大多數純液體、輕質油、低分子化合物溶液以及低速流動的氣體等均為牛頓流體;高分子聚合物的濃溶液和懸浮液等一般為非牛頓流體。
  • 介於液體與固體之間的非牛頓流體
    其實,咀嚼完全的口香糖是一種非牛頓流體,其性質介乎於液體與固體之間。當表面壓力較小,又非常柔軟時,有了液體的性質,此時我們用力擊打「非牛頓流體」,壓力會均勻地傳遞到每一個分子顆粒上,強大的分子間作用力,就會對打擊物體施加一個反作用力,給人的感覺就像在捶打著一堵牆。其實把玉米澱粉和水按2:1混合就能製作成非牛頓流體,它的黏度會因為受到壓力或者是速度而變化,在黏度增加的時候還可能成為類固體狀態。
  • 奇妙的非牛頓流體
    早在人類出現之前,非牛頓流體就已存在,因為絕大多數生物流體都屬於現在所定義的非牛頓流體[1]。人身上的血液、淋巴液、囊液等多種體液,以及像細胞質那樣的「半流體」都屬於非牛頓流體。現在去醫院作血液測試的項目之一,已不再說是「血粘度檢查」,而是「血液流變學檢查」(簡稱血流變),這就是因為對血液而言,剪應力與剪切應變率之間不再是線性關係,已無法只給出一個斜率(即粘度)來說明血液的力學特性。
  • 【旭升•科學】「非牛頓流體」研究報告
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  • 輕鬆練成「水上漂」,非牛頓流體你了解麼?
    水其實是一種牛頓流體,之所以叫「牛頓」流體,是因為牛頓當年確實研究了關於水這樣流體流動的原因,因此冠以他的大名。牛頓流體的形變率和剪切力呈線性關係。這就意味著牛頓流體的粘度是不變的。換句話說,水不會因為你一記重拳而在你手上變成蜂蜜流動的感覺,水,永遠給你水的感覺。同樣,蜂蜜也是一種很典型的牛頓流體。
  • Abaqus非牛頓流體模擬方法
    牛頓剪切流動試驗示意圖事實上,在自然界、工業生產以及生活中,常見的流體絕大多數都不滿足牛頓粘性定律,為了加以區別,這類流體被我們稱之為「非牛頓流體」。嚴格來講,流體的屬性並不是絕對的,通常還會受到溫度、溶液濃度等因素影響,所以下圖中展示的只是某種流體常見狀態下的歸類,方便我們後面一般意義上的討論與交流。
  • Abaqus非牛頓流體模擬方法
    牛頓剪切流動試驗示意圖 事實上,在自然界、工業生產以及生活中,常見的流體絕大多數都不滿足牛頓粘性定律,為了加以區別,這類流體被我們稱之為「非牛頓流體」。嚴格來講,流體的屬性並不是絕對的,通常還會受到溫度、溶液濃度等因素影響,所以下圖中展示的只是某種流體常見狀態下的歸類,方便我們後面一般意義上的討論與交流。
  • 非牛頓流體》 ——海峰幼兒園中一班科技主題課程故事
    雷博雅、肖蓁等紛紛當起了小小講解員,給小朋友講述著其中的原理,孩子們感受了澱粉流體的神奇興奮不已。    在這個非牛頓流體的製作中,孩子們自己做實驗親身體驗了非牛頓流體的做法,通過自製的非牛頓流體孩子們具有初步的探究能力,並在研究中認識了非牛頓流體,深切地感受了澱粉流體遇強變強的特性。對於「我們的身邊還有哪些非牛頓流體?它還有什麼特性呢?」一連串的問題等待我們慢慢解答,一一揭秘。
  • 科普‖有趣的非牛頓流體
    一、聚合物工業方面:聚乙烯、聚丙烯醯胺、聚氯乙烯、尼龍6、PVS、賽璐珞、滌綸、橡膠溶液、各種工程塑料、化纖的熔體、溶液等,都是非牛頓流體。二、石油、泥漿、水煤漿、陶瓷漿、紙漿、油漆、油墨、牙膏、家蠶絲再生溶液、鑽井用的洗井液和完井液、磁漿、某些感光材料的塗液、泡沫、液晶、高含沙水流、泥石流、地幔等也都是非牛頓流體。
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    今天是的遼寧凌源市鐵北逸夫小學的謝欣雨小朋友帶來的非牛頓流體!🚩本篇推文指南:非牛頓流體的鼎鼎大名相信大家都有所耳聞,那你是否自己親手做過呢,家裡還有澱粉嗎?有的話趕緊自己嘗試一下吧。做之前先看看推文和謝欣雨小朋友的演示,了解原理和細節,最後順便在文章後面測測自己能猜對多少非牛頓流體吧謝欣雨
  • 非牛頓流體能抵擋住穿甲彈的襲擊嗎
    也正是這種性質,它獲得了許多視頻創作者的青睞,這種非牛頓流體被放在液壓機下甚至是火車鐵軌上做實驗。 網上鋪天蓋地的都是這種非牛頓流體的視頻,於是很多人就認為非牛頓流體就是玉米澱粉和水的組成,甚至還有人提問「非牛頓流體能阻擋穿甲彈嗎?」今天,我們就來好好聊聊到底什麼是非牛頓流體。
  • 有意思的非牛頓流體-口香糖開椰子
    乍一聽,上面這些問題很可笑,實際上,他們的答案都是YES。 當然,真實的答案就是他們都跟一個聽上去很酷的詞有關係:非牛頓流體。 網上一搜,對「非牛頓流體」的解釋,專業話是:非牛頓流體是指不滿足牛頓黏性實驗定律的流體,即其剪應力與剪切應變率之間不是線性關係的流體。
  • 將非牛頓流體放在鐵軌上,火車駛過的一瞬間,意外發生了!
    將非牛頓流體放在鐵軌上,火車駛過的一瞬間,意外發生了!說到非牛頓流體的時候,小夥伴們應該都有耳聞,它是一種吃軟不吃硬的傢伙,當我們用力去擊打非牛頓流體的時候,它的表面就會受到壓力而變硬。如同是固體一樣,而我們輕輕地去觸碰非牛頓流體的時候,它們又像是液體,可以輕易的觸摸到非牛頓流體的內部。那麼將非牛頓流體放在鐵軌上會發生什麼呢,火車駛過的一瞬間,意外發生了!要知道火車在運行的時候是要與鐵軌相連的,要不然就會發生脫軌事故。還有就是火車所產生的重力是巨大的。一位老外在好奇心的驅使下帶了一些非牛頓流體來到鐵軌附近,將非牛頓流體揉成團裝進氣球裡。
  • 舌尖上的非牛頓流體
    原來這是非牛頓流體的擠出膨大效應。這是因為肉餡也是非牛頓流體,具體來講是剪切變稠流體。這類非牛頓流體的黏度隨流速梯度增大而增大,這是因為當顆粒濃度很高並接近最緊密排列時,兩層間的相對運動將使顆粒偏離最緊密排列,需消耗額外能量。當流速增加而使顆粒動能增高時,產生絮凝,也使黏度增大。食品中有很多剪切變稠的流體,例如芝麻醬、肉糜、澱粉漿、麵糊等。吃涼拌菜少不了芝麻醬,如果筷子快速攪拌芝麻醬時,就會發現它越攪越黏稠,感覺到有很大的阻力。
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    湖南衛視《快樂大本營》20100605期有一個非常有趣的遊戲其原理是關於非牛頓流體,什麼是非牛頓流體?非牛頓流體遊戲演示視頻。非牛頓流體力學是由流變學發展起來的研究非牛頓流體應力和應變的關係和非牛頓流體流動問…    湖南衛視《快樂大本營》20100605期有一個非常有趣的遊戲其原理是關於非牛頓流體,什麼是非牛頓流體?非牛頓流體遊戲演示視頻。    非牛頓流體力學是由流變學發展起來的研究非牛頓流體應力和應變的關係和非牛頓流體流動問題的分支學科。
  • 非牛頓流體——為什麼軟口香糖能戳穿硬椰子殼?
    其實,咀嚼完全的口香糖是一種非牛頓流體。日常生活和工業生產中,遇到的澱粉液、麵團、膏體、肉糜、泥漿、凝膠流體等也都是非牛頓流體。相反,牛頓流體則是空氣、水、各種氣體和潤滑油等一類的流體,一般情況下粘性相對穩定。