非牛顿液体

时间:2025-04-01 04:52:58 计算机

非牛顿流体是指 不满足牛顿黏性实验定律的流体,即其剪应力与剪切应变率之间不是线性关系的流体。这类流体在受到外力作用时,其黏度会发生变化,压力越大,粘度增加,甚至可能成为暂时性的固体。

非牛顿流体的种类繁多,包括高分子聚合物溶液、聚合物熔融体、泡沫溶液、悬浮液、乳液、膏体和一些生物流体等。它们广泛存在于生活、生产和大自然之中,例如人身上血液、淋巴液、囊液等多种体液,以及像细胞质那样的“半流体”都属于非牛顿流体。

非牛顿流体的特性使其在多个领域展现出独特的应用价值。例如,在食品工业中,番茄汁、淀粉液、蛋清、苹果浆、浓糖水、酱油、果酱、炼乳、琼脂、土豆浆、熔化巧克力、面团、米粉团、鱼糜、肉糜等各种糜状食品物料也都是非牛顿流体。此外,非牛顿流体在科学研究、工程应用以及日常生活中都有广泛的应用,如防弹衣、涂料、润滑油等。

非牛顿流体的流变性质包括:

黏度随剪切速率或剪切应力的变化:

非牛顿流体的黏度不是固定的,而是随剪切速率或剪切应力的变化而变化。这种变化可以是线性的,也可以是非线性的。对于剪切稀释流体,随着剪切速率的增加,黏度逐渐降低;而对于剪切增稠流体,则随着剪切速率的增加,黏度逐渐升高。

流变指数:

流变指数是非牛顿流体流变性质的一个重要参数,它反映了流体黏度随剪切速率或剪切应力变化的程度。

屈服应力:

屈服应力是非牛顿流体开始流动前需要克服的最小应力值。对于塑性流体来说,只有当剪切应力超过屈服应力时,流体才会开始流动。

非牛顿流体在受到外力作用时表现出不同的行为,如遇强则强、遇弱则弱,这使得它们在工程应用中具有独特的优势,例如在制造防弹衣时,可以利用非牛顿流体来吸收冲击力。