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和時變性非牛頓流體:
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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