什么是牛顿流体?什么是非牛顿流体剪切力正比于速度梯度的流


剪切力正比于速度梯度的流体

牛顿内摩擦定律表达式:τ=μγ 式中:τ--所加的切应力; γ--剪切速率(流速梯度); μ--度量液体粘滞性大小的物理量,简称为黏度,物理意义是产生单位剪切速率所需要的剪切应力。 从流体力学的角度来说,凡是服从牛顿内摩擦定律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、低分子化合物溶液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。编辑本段具体内容 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相对速度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.牛顿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u(y)服从线性规律。作用在上板的力同板的面积、板的运动速度成正比,同间距d成反比。由此得出: (1) 式中τ为剪应力;为剪切变形速率;μ为流体动力粘性系数(即粘度)。这就是著名的牛顿粘性定律。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,应力张量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为偏应力张量;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。编辑本段分类 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,既称为不可压缩流体。 流体按变形特点又分为牛顿流体和非牛顿流体。


什么是牛顿流体
牛顿流体是指在受力后极易变形,且——
(1)切应力与剪切变形速率成线性关系的流体。
或(2)没有剪切弹塑性的理想流体。其剪切应力正比于剪切率。
或(3)剪切变形率与切应力成线性关系的流体。
符合牛顿内摩擦定律,即切应力与剪切变形的速度成正比的流体称为牛顿流体。

牛顿内摩擦定律表达式:τ=μγ 式中:τ--所加的切应力; γ--剪切速率(流速梯度); μ--度量液体粘滞性大小的物理量,简称为黏度,物理意义是产生单位剪切速率所需要的剪切应力。 从流体力学的角度来说,凡是服从牛顿内摩擦定律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、低分子化合物溶液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。编辑本段具体内容 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相对速度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.牛顿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u(y)服从线性规律。作用在上板的力同板的面积、板的运动速度成正比,同间距d成反比。由此得出: (1) 式中τ为剪应力;为剪切变形速率;μ为流体动力粘性系数(即粘度)。这就是著名的牛顿粘性定律。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,应力张量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为偏应力张量;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。编辑本段分类 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,既称为不可压缩流体。 流体按变形特点又分为牛顿流体和非牛顿流体。

什么是非牛顿流体
非牛顿(式)流体是一种流体力学的概念,与牛顿流体相对,它的应力与速度梯度的关系不服从牛顿粘性定律,也就是说其剪应力与剪应变呈非线性关系。常见的非牛顿流体包括:高分子聚合物溶液、聚合物熔融体(熔融状态的塑料)、泡沫溶液、悬浮液、乳液、膏体(如沥青)和一些生物流体(如血液)。扩展资料特性:
对于非牛顿流体来说,作用于液体微元上的摩擦力除与当前的运动状态外还与液体过去的运动状态有关,也就是说,此种液体有记忆效应。其中一种比较广为人知及易于家中试制的非牛顿流体为玉米淀粉加水的制成品,比例约是5份玉米粉配上3份水混合而成。在一只有黏弹性流体(非牛顿流体的一种)的烧杯里,旋转实验杆。对于牛顿流体,由于离心力的作用,液面将呈凹形;而对于黏弹性流体,却向杯中心流动,并沿杆向上爬,液面变成凸形,甚至在实验杆旋转速度很低时,也可以观察到这一现象。在设计混合器时,必须考虑爬杆效应的影响。同样,在设计非牛顿流体的输运泵时,也应考虑和利用这一效应。
参考资料来源:百度百科–非牛顿流体
非牛顿流体是相对牛顿流体而言的。牛顿流体是指剪切应力与速度梯度成正比(线性)的流体,即符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体,而非牛顿流体自然就是不符合牛顿内摩擦定律的流体,也就是:流体的剪切应力和速度梯度不是线性关系的流体。公式表示如下:牛叉的液体
标签: