非牛顿流体 编辑
非牛顿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、血液青箭口香糖
8
图片 0 图片
评论 0 评论
匿名用户 · [[ show_time(comment.timestamp) ]]
[[ nltobr(comment.content) ]]
相关
罗伯特·拜伦·柏德,出生于德克萨斯州布赖恩,是一名美国工程师兼威斯康辛大学麦迪逊分校化学工程学系名誉教授。知名于对非牛顿流体输送现象的研究,包含高分子的流体动力学、聚合物分子运动理论以及流变学。他与沃伦·厄尔·斯图尔特及埃德温·尼布洛克·莱特富特三人是经典教科书《输送现象》的作者。柏德是1987年美国国家科学奖章的获奖者。
流变学研究的是在外力作用下,物体的变形和流动,研究对象主要是流体,还有软固体或者在某些条件下固体可以流动而不是弹性形变。它适用于具有复杂结构的物质,包括泥浆、污泥、悬浮液、聚合物、食品、体液和其他生物材料。这些物质的流动在固定温度下不能用单一粘度值来表征——存在其他一些因素影响粘度的改变。例如,摇动番茄酱可以减小它的粘度,但是水却不行。自从艾萨克·牛顿提出粘度的概念,粘度可变的液体研究也被称作非牛顿流体。“流变学”一词由拉法耶特学院的尤金·库克·宾汉教授根据他的同事马尔克斯·雷纳建议于1920年首创。这个词从误传为赫拉克利特的名言"Panta Rei",即“一切可流”。
血液流变学是研究血液及其血浆和血细胞流动性的一门学科。血液流动性的改变对疾病起着重要作用。血液黏度是血液流动性的一个指标,它由血浆粘度、血细胞压积和红细胞的机械特性所决定。由于红细胞有独特的机械行为,所以血液为一种非牛顿流体,血液的粘度随着剪率的变化而变化。在高剪率下,血液的粘性会降低,比如在运动时,血液的流量会增加。相反当剪率下降时,血液流量减少,血液粘度增加。
剪切稀化,又称为假塑性,是指流体的粘度随剪应变率的增加而减小。拥有此种性质的流体属于非牛顿流体,其剪应力与剪应变率之间的关系可通过幂律流体函数来表示。熔岩、番茄酱、生奶油、血液、颜料、指甲油、巧克力酱等都有剪切稀化的特性。
阿尔曼德·德瓦勒是一名英国化学家,知名于流变学领域的贡献,非牛顿流体的奥斯特瓦尔德-德瓦勒模型即是以他之名命名的。1887年,德瓦勒出生于伦敦伊斯灵顿,其父母分别为比利时和法国人。直到他21岁时才放弃双重国籍,选择成为英国籍。他自西敏大学取得其理学士学位,随后于涂料和油毡产业工作。
幂律流体是一类非牛顿流体,其剪应力τ可表示为
滑液是一种粘稠的非牛顿流体,它存在于滑液关节的腔中。滑液的稠度与蛋白类似。 滑液的主要作用是减少运动过程中滑膜关节的透明软骨之间的摩擦。
广义牛顿流体是一种理想流体,其剪应力为特定时间点之剪切速率的函数,与变形过程无关。尽管此类型流体属于非牛顿流体,但其本构关系与牛顿流体一致。广义牛顿流体满足以下流变方程:
触变性是指某些非牛顿流体的一种性质,它们在搅拌时成为流体,而停止搅动后逐渐变稠以及胶凝,而不是立即恢复到搅拌前的状态,而且这一过程可以反复可逆进行。触变性也是流体结构可逆转变的一种现象,即凝胶-溶胶-凝胶的转变,它是由温度、pH或其他影响因素而引起。
罗伯特·拜伦·柏德,出生于德克萨斯州布赖恩,是一名美国工程师兼威斯康辛大学麦迪逊分校化学工程学系名誉教授。知名于对非牛顿流体输送现象的研究,包含高分子的流体动力学、聚合物分子运动理论以及流变学。他与沃伦·厄尔·斯图尔特及埃德温·尼布洛克·莱特富特三人是经典教科书《输送现象》的作者。柏德是1987年美国国家科学奖章的获奖者。