非牛顿流体是什么原理（一种特殊物质-非牛顿流体介绍）
2024-07-11 15:30:13 100人浏览
非牛顿流体
让我们来了解一下什么是非牛顿流体。非牛顿流体是指一种不满足牛顿黏性实验定律的流体，也就是说，这种流体的黏度会随着剪切率的变化而变化。在日常生活中，我们可能会遇到许多非牛顿流体，例如，血液、淋巴液、细胞质等都是非牛顿流体。
那么，非牛顿流体有哪些特点呢？它具有剪切变稀的特点，也就是说，当流体受到外部力量的作用时，流体的黏度会降低，流动性会增强。相反，当流体停止受到外部力量的作用时，流体的黏度会升高，流动性会减弱。其次，非牛顿流体还具有应变强化性质，也就是说，当流体受到持续的外部力量作用时，流体的黏度会逐渐升高，流动性会逐渐减弱，直到达到一个新的平衡状态。
接下来，让我们通过一个小实验来感受一下非牛顿流体的神奇之处。我们将准备一杯非牛顿流体，然后拿出一根筷子，将其竖直地插入到流体中，这时我们可以看到，流体在筷子上形成了一个凸起的球形。接下来，我们将筷子缓慢地旋转起来，你会发现，流体在筷子上形成的凸起也会跟着旋转起来。这就是非牛顿流体的神奇之处，它具有很强的适应性，能够根据外部环境的变化而做出相应的调整。
非牛顿流体包括假塑性流体、胀塑性流体、宾汉流体、塑性流体等。
假塑性流体：剪应力与剪切应变率之间呈线性关系，但剪切应变率随着剪应力的增加而逐渐减小的流体。例如，生活血液、印刷油墨等。
油墨
胀塑性流体：剪应力与剪切应变率之间呈线性关系，但剪切应变率随着剪应力的增加而逐渐增加的流体。例如，高分子溶液、淀粉糨糊等。
淀粉
宾汉流体：在一定的剪应力下，表现为塑性体，其剪切应变率几乎为零；当剪应力超过一定的值时，表现为牛顿流体的流体。例如，牙膏、洗涤剂等。
牙膏
塑性流体：在一定的剪应力下，表现为塑性体；当剪应力超过一定的值时，表现出非牛顿流体的性质，其剪切应变率随着剪应力的增加而逐渐增加的流体。例如，泥浆、棉浆等。
泥浆
在食品工业中，非牛顿流体如淀粉糨糊、鱼浆、乳制品等被用于食品加工和制造过程中。在医药工业中，非牛顿流体也广泛应用于注射剂制造、药液输送、皮肤药膏的涂敷等环节。此外，在石油工业中，钻井液、采掘液等也都需要考虑到非牛顿流体的特性。
在化学工业中，非牛顿流体被广泛应用于高分子材料、涂料、胶黏剂等的生产和加工过程中。在油漆涂料中，非牛顿流体如墙漆、木器漆、油漆等也被广泛使用。
此外，非牛顿流体还在纸浆制造、纺织工业、生物医学、土壤力学、地球物理学等领域中有广泛的应用。
需要注意的是，非牛顿流体的流变特性会受到温度、压力、剪切速率等因素的影响，因此在不同的应用场景中需要考虑到这些因素对非牛顿流体特性的影响。
