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【资源】牛顿流体与非牛顿流体之区别
跟据内摩擦剪应力与速度变化率的关系不同，粘性流体又分为牛顿流体和非牛顿流体。
牛顿内摩擦定律表示：流体内摩擦剪应力和单位距离上的两层流体间的相对速度成比例。比例系数μ称为流体动力粘度，常简称为粘度。它的值取决于流体的性质、温度和压力大小。若μ为常数，则称为牛顿流体，否则为非牛顿流体。空气、水等均为牛顿流体；聚合溶液、含有悬浮粒杂质或纤维的流体为非牛顿流体。
牛顿流体的粘度也是随温度和压力变化的吧
我觉得主要是看是否随剪切速率的变化
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非牛顿流体力学基础。1.1 牛顿流体。1.2 非牛顿流体。牛顿流体才具有一种可以严格地称之为粘度的概念， 所有非牛顿流体都需要两个或两个以上参数来描述其粘稠 特性。但为了方便起见，引入表观粘度 ( 或称视粘度 ) η来 近似描述非牛顿流体的粘稠特性。 ? ?＝ (2) du dy。1.2 非牛顿流体。含蜡原油、油漆、生物流体、乳浊液及悬浮液等具有 复杂内部结构的流体，一般都为非牛顿流体。。1.3 基本假..
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非牛顿流体的流动.ppt
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非牛顿流体力学的非牛顿流体流动
    非牛顿流体力学 -非牛顿流体流动 非牛顿流体流动具有与牛顿流体流动截然不同的特性，下面分别简要说明广义牛顿流体流动、有时效的非牛顿流体流动、粘弹性流体流动。 广义牛顿流体流动：塑性流体、膨胀流体和拟塑性流体都是广义牛顿流体，它们的流动特性是不同的。①塑性流体在管中流动时，轴线附近的塑性流体所受的剪应力小于它的屈服应力，因此这种流体类似固体在管中平移；壁面附近的流体则因剪应力超过屈服应力而处于流动状态。②拟塑性流体（或膨胀流体）在管道中流动时，流量和压差的关系是非线性的，而牛顿流体在管道中流动时，这种关系是线性的。 　　有时效的非牛顿流体流动：以触变流体为例，若将触变流体装入同心圆筒式粘度计的环形缝隙中，则在流体静止一段长时间后，让任一圆筒以等速旋转，就可发现流体的粘度（表现为另一圆筒上的转矩）随时间而减小。如果剪切变形速率先不断增加，后又不断减小，可以发现触变流体具有滞回效应。对于不同直径和长度的管子，流动状态是不同的，管子越长，管径越小，触变现象越明显。粘弹性流体流动：粘弹性流体流动是非牛顿流体流动中研究得最为深入的一部分。其典型的流动有： ①定常剪切流动：一种测粘流动，可把它设想为许多层不可伸长的物质面相互之间的滑动。其变形速率和偏应力张量是： ；　 。流动由三个材料函数表示:表观粘度、第一法向应力差系数 和第二法向应力差系数应力差系数。 粘弹性流体的库埃特流动和泊肃叶流动均属这种流动。例如在自由面上，粘弹性效应能以外森伯效应的形式表现出来,即粘弹性流体有沿旋转棒向上爬的倾向。如果把牛顿流体放入容器，它会沿容器壁向上爬升。粘弹性流体从管内自由流出时，通常可以看到射流膨胀现象,这种现象称为挤出物膨胀。例如，聚苯乙烯在175～200℃条件下较快挤出时,直径膨胀达2.8倍；而牛顿流体从管中流出时则会收缩。以上现象都是由于粘弹性流体受剪切时产生法向应力差的结果。 　　②伸长流动：此种流动类似于固体的简单拉伸。其变形速率和偏应力张量如下： 式中k为伸长应变。而T11-T22=T11-T33=kμe(k),μe(k)为拉伸粘度,它是k的函数。粘弹性流体拉伸粘度与剪切粘度的比值称为特劳顿比。对于牛顿流体,这个比值是3；对于粘弹性流体，由于拉伸粘度随着变形速率增加而增加，这个比值可达到 10～103量级。因此在伸长流动中会产生开口虹吸现象。如果把管子一端插入粘弹性流体，由于虹吸作用，流体经管道流出。如果把插入流体中的管端提出液面,流体仍然会被吸引上来。在塑料工业中，大多数加工过程，如纤维拉丝和薄膜吹塑等基本上是伸长流动。渗流和润滑膜的流动也类似于伸长流动。 ③收缩流动：这是介于剪切流动和伸长流动之间的一种复杂流动。在这种流动中，牛顿流体和粘弹性流体也有不同的流场。牛顿流体在中心产生环流，粘弹性流体则在壁面产生环流。塑料通过一个收缩口被挤入铸模的流动，聚合物通过喷丝口的流动，大小血管之间血液的流动等都属于收缩流动。 此外，还有非定常剪切流动等。
流动稳定性主要研究非牛顿流体定常流动在什么条件下受到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动中，不稳定流动会使塑料产品表面产生裂纹。在聚合物的纺丝流动中，不稳定流动除了产生表面裂纹外，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。
收录时间:日 07:29:43 来源:百科网 作者:匿名
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非牛顿流体的异常特性与本构关系 ...
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非牛顿流体的异常特性与本构关系
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3秒自动关闭窗口定义/牛顿流体
英文译名：Newtonian Fluid
牛顿流体是指在受力后极易变形，且切应力与变形速率成正比的低。凡不同于牛顿流体的都称为。
表达式：τ=μγ
式中：τ--所加的切应力；
γ--剪切速率（流速
μ--度量液体粘滞性大小的物理量，简称为，物理意义是产生单位剪切速率所需要的剪切应力。
从力学的角度来说，凡是服从的流体称为牛顿流体，否则称为非牛顿流体。
所谓服从内摩擦定律是指在温度不变的条件下，随着流速梯度的变化，μ值始终保持一常数。
水、酒精等大多数纯液体、轻质油、溶液以及低速流动的气体等均为牛顿流体；的浓溶液和等一般为非牛顿流体。
具体内容/牛顿流体
牛顿流体任一点上的剪应力都同剪切变形速率呈线性函数关系的流体。最简单的牛顿流体流动是二无限平板以U相互平行运动时,两板间粘性流体的低速定常剪切运动（或库埃特流动）。&1687年，I.首先做了最简单的剪切流动实验。他的实验如图所示。在平行平板之间充满粘性流体，平板间距为
d，下板B静止不动，上板C以速度
U在自己平面内等速平移。由于板上流体随平板一起运动,因此附在上板的流体速度为
U，附在下板的流体速度为零。实验指出，两板之间的速度分布
y)服从线性规律。作用在上板的力同板的面积、板的成正比，同间距d成反比。由此得出：τ=μ*du/dy　(1) 式中τ为剪应力；du/dy为剪切变形速率；μ为流体（即粘度）。这就是著名的。凡是符合此定律的流体称为牛顿流体，否则是非牛顿流体（见非牛顿流体力学）。假设流体是各向同性的，应力和变形速率张量呈线性齐次函数关系，则它们之间的最一般线性关系式为：pij=-
pδij+2μ(sij-δij)+μ┡δij(2) 式中pij为应力张量；pij=－pδij+τij,P为各向同性压力，τij为张量；sij为变形速率张量；为各向同性体积变形速率张量；δij为克罗内克符号；μ┡为膨胀粘性系数。式(2)就是广义牛顿粘性定律的数学表达式。
公式(1)(2)是牛顿流体的重要标志，也是确定流体流动时必不可少的本构方程。自然界中许多流体是牛顿流体，例如水、空气等。
不论流体所受的力如何，流体都能继续流动，例如，水就是一种牛顿流体，因为不管它搅拌得多快，它都能继续表现出流体的性质。这与不一样，在非牛顿流体中，只要一搅拌，后面就会出现一个“洞”，或导致流体变得稀薄，黏度的下降使它流动得更多。对于牛顿流体来说，黏度只与和有关，与流体所受的力无关。
分类/牛顿流体
流体按压缩性的大小分气体和液体。气体极易压缩，亦称称为可压缩流体；液体几乎不可以压缩，既称为。&流体按变形特点又分为牛顿流体和非牛顿流体。
非牛顿流体/牛顿流体
许多液体包括聚合物的熔体和浓溶液，聚合物分散体系(如胶乳)以及填充体系等并不符合牛顿流动定律，这类液体统称为
非牛顿流体。&(1)(Bingham)流体或塑性流体
特点：当切应力sτ小于某临界值sy时，根本不流动，即γ=0
当sτ&sy时，才产生牛顿流动
流动方程：sτ-sy=h·γ
油漆、沥青、大多数聚合物在良溶剂中的浓溶液属于宾汉流体。
(2)假塑性体
表观粘度：ha=sτ/γ
在流动曲线上为某一切速率γ下与原点相连直线的斜率。
聚合物在流动过程中除了产生分子链之间的不可逆粘性形变外，还产生高弹形变，表观粘度不完全反映流体不可逆形变的难易程度，仅对其流动性的好坏作一个大致性相对的比较。表观粘度大则流动性差。
幂律定律：sτ=Kγ
式中：K——稠度系数，是一种材料常数
n——流动指数或非牛顿指数
当n=1时，流动属于牛顿型，K即为粘度；
当n不等于1时，n表示该流体与牛顿流体的偏离程度，故n称为；当n&1时，属假塑性体。
稠度或微分粘度：hc=dsτ/dγ流动曲线上任意点的斜率，为该切变速率下的稠度或微分粘度。
(3)特点：无屈服应力，一个无限小的剪切应力就能使其开始运动。其表观粘度随切变速率的增大而增大，故称作切力增稠体。
非牛顿指数n&1
悬浮体和聚合物-填料
(4)依时性非牛顿流体
特点：指、恒γ情况下，粘度随受剪时间而变化的流体。分触变体和流凝体两种。
应用/牛顿流体
自然界中许多流体是牛顿流体。水、酒精等大多数纯液体、、以及低速流动的气体等均为牛顿流体；高分子聚合物的浓溶液和悬浮液等一般为非牛顿流体。
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