非牛顿性液体

牛顿(Isacc Newton,1642—1727)是英国数学家、天文学家和物理学家。

人们将剪应力与剪切应变率之间满足线性关系的流体称为牛顿流体,而把不满足线性关系的流体称为非牛顿流体。

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斯托克斯1845年在牛顿这一实验定律的基础上,作了应力张量是应变率张量的线性函数、流体各向同性及流体静止时应变率为零的三项设,从而导出了广泛应用于流体力学研究的线性本构方程,以及被广泛应用的纳维-斯托克斯方程(简称:纳斯方程)。

斯托克斯1845年在牛顿这一实验定律的基础上,作了应力张量是应变率张量的线性函数、流体各向同性及流体静止时应变率为零的三项设,从而导出了广泛应用于流体力学研究的线性本构方程,以及被广泛应用的纳维-斯托克斯方程(简称:纳斯方程)。

后来人们在进一步的研究中知道,牛顿黏性实验定律(以及在此基础上建立的纳斯方程),对于描述像水和空气这样低分子量的简单流体是适合的,而对描述具有高分子量的流体就不合适了,那时剪应力与剪切应变率之间己不再满足线性关系。为区别起见,人们将剪应力与剪切应变率之间满足线性关系的流体称为牛顿流体,而把不满足线性关系的流体称为非牛顿流体。

形形的非牛顿流体

早在人类出现之前,非牛顿流体就已存在,因为绝大多数生物流体都属于所定义的非牛顿流体。人身上的血液、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。

石油、泥浆、水非牛顿流体,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。非牛顿流体广泛存在于生活、生产和大自然之中。绝大多数生物流体都属于所定义的非牛顿流体。人身上淋巴液、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。煤浆、陶瓷浆、纸浆、油漆、油墨、牙膏、家蚕丝再生溶液、钻井用的洗井液和完井液、磁浆、某些感光材料的涂液、泡沫、液晶、高含沙水流、泥石流、地幔等也都是非牛顿流体。

非牛顿流体在食品工业中也很普遍,如番茄汁、淀粉液、蛋清、苹果浆、菜汤、浓糖水、酱油、果酱、炼乳、琼脂、土豆浆、熔化巧克力、面团、米粉团、以及鱼糜、肉糜等各种糜状食品物料。

综上所述,在日常生活和工业生产中,常遇到的各种高分子溶液、熔体、膏体、凝胶、交联体系、悬浮体系等复杂性质的流体,不多都是非牛顿流体。有时为了工业生产的目的,在某种牛顿流体中,加入一些聚合物,在改进其性能的同时,也将其变成为非牛顿流体,如为提高石油产量使用的压裂液、新型润滑剂等。

特性及应用

模片胀大现象,在口模设计中十分重要。聚合物熔体从一根矩形截面的管口流出时,管截面长边处的胀大,比短边处的胀大更加显著。尤其在管截面的长边胀得。因此,如果要求生产出的产品的截面是矩形的,口模的形状就不能是矩形,而必须是四边中间都凹进去的形状。

这种射流胀大现象,也叫Barus效应,或Merrington效应。

爬杆效应

1944年Weissenberg在英国伦敦帝国学院,公开表演了一个有趣的实验: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。

爬杆效应也称为Weissenberg效应。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。

无管虹吸

对于牛顿流体来说,在虹吸实验时,如果将虹吸管提离液面,虹吸马上就会停止。但对高分子液体,如聚的汽油溶液和百分之一的POX水溶液,或聚醣在水中的轻微凝肢体系等,都很容易表演无管虹吸实验。将管子慢慢地从容器拨起时,可以看到虽然管子己不再插在液体里,液体仍源源不断地从杯中抽出,继续流进管里。甚至更简单些,连虹吸管都不要,将装满该液体的烧杯微倾,使液体流下,该过程一旦开始,就不会中止,直到杯中液体都流光。这种无管虹吸的特性,是合成纤维具备可纺性的基础。无管虹吸对于化纤生产有重要意义。

湍流减阻

非牛顿流体显示出的另一奇妙性质,是湍流减阻。人们观察到,如果在牛顿流体中加入少量聚合物,则在给定的速率下,可以看到显著的压降。湍流一直是困扰理论物理和流体力学界未解决的难题。然而在牛顿流体中加入少量高聚物添加剂,却出现了减阻效应。有人报告:在加入高聚物添加剂后,测得猝发周期加大了,认为是高分子链的作用。

减阻效应也称为Toms效应,虽然其道理尚未弄得很清楚,却己有不错的应用。在消防水中添加少量聚乙烯氧化物,可使消防车龙头喷出的水的扬程提高一倍以上。应用高聚物添加剂,还能改善气蚀发生过程及其破坏作用。

什么是非牛顿流体?

非牛顿流尤其在管截面的长边胀得。因此,如果要求生产出的产品的截面是矩形的,口模的形状就不能是矩形,而必须是四边中间都凹进去的形状。体是指不满足牛顿黏性实验定律的流体。

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。

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。

非牛顿流体是什么

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。3、牛顿第三定律——作用力=反作用力()。

什么是非牛顿流体

近几十年来,促使非牛顿流体研究迅速开展的主要动力之一,是聚合物工业的发展。聚乙烯、聚、聚、尼龙6、PVS、涤纶、橡胶溶液、各种工程塑料、化纤的熔体、溶液等,都是非牛顿流体。

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。

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。

参考绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体。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。高分子聚合物的浓溶液和悬浮液等一般为非牛顿流体。食品工业中的番茄汁、淀粉液、蛋清、苹果浆、鱼糜、肉糜等各种糜状食品物料也都是非牛顿流体。资料来源:

非牛顿流体是什么??

牛顿发现和制定了力学的三大定律。

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。非牛顿流体广泛存在于生活、生产和大自然之中。绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体。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。

英国科学家牛顿于1687年,发表了以水为工作介质的一维剪切流动的实验结果。实验是在两平行平板间充满水时进行的,下平板固定不动,上平板在其自身平面内以等速U向右运动。此时,附着于上、下平板的流体质点的速度,分别是U和0,两平板间的速度呈线性分布,斜率是黏度系数。由此得到了的牛顿黏性定律。

非牛顿流体广泛存在于生活、生产和大自然之中。绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体。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。

高分子聚合物的浓溶液和悬浮液等一般为非牛顿流体。聚乙烯、聚、聚、尼龙6、PVS、、涤纶、橡胶溶液、各种工程塑料、化纤的熔体、溶液等,都是非牛顿流体。石油、泥浆、水煤浆、陶瓷浆、纸浆、油漆、油墨、牙膏、

对于牛顿流体来说,在虹吸实验时,如果将虹吸管提离液面,虹吸马上就会停止。但对高分子液体,如聚的汽油溶液和百分之一的POX水溶液,或聚醣在水中的轻微凝肢体系等,都很容易表演无管虹吸实验。将管子慢慢地从容器拨起时,可以看到虽然管子己不再插在液体里,

液体仍源源不断地从杯中抽出,继续流进管里。甚至更简单些,连虹吸管都不要,将装满该液体的烧杯微倾,使液体流下,该过程一旦开始,就不会中止,直到杯中液体都流光。这种无管虹吸的特性,是合成纤维具备可纺性的基础。

参考资料来源:

非牛顿流体是什么东西

扩展资料

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,与牛顿流体相对。非牛顿流体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。

如果非牛顿流体被迫从一个大容器,流进一根毛细管,再从毛细管流出时,可发现射流的直径比毛细管的直径大。射流的直径与毛细管直径之比,称为模片胀大率(或称为挤出物胀)。对牛顿流体,它依赖于雷诺数,其值约在0.88~1.12之绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体。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。食品工业中的番茄汁、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、以及鱼糜、肉糜等各种糜状食品物料也都是非牛顿流体。间。

而对于高分子熔体或浓溶液,其值大得多,甚至可超过10。一般来说,模片胀大率是流动速率与毛细管长度的函数。模片胀大现象,在口模设计中十分重要。聚合物熔体从一根矩形截面的管口流出时,管截面长边处的胀大,比短边处的胀大更加显著。

非牛顿流体到底有多强?能抵挡爆炸的威力吗?

非牛顿流体虽然特别的强,但是和爆炸一点关系都没牛顿:有非牛顿流体的特性:,是并不能防爆炸的。

这种流体是有着几千n的压力的,也可以抵挡爆炸的威力,所以很少人会研究非牛顿流体。

非牛顿流体到底有多强?能抵挡爆炸的威力吗?

为了验证这个留言,国外友人对非牛顿流体作了抗撞击的实验。当实验者把钢球从高空抛下,砸在西瓜上,西瓜瞬间粉碎了,此时钢球产生的冲击力为1424公斤。接下来,实验者把钢球从同样高度砸向非牛顿流体,撞击后的钢球慢慢没入非牛顿流体里,这时产生的冲击力为290公斤。可以看出,非牛顿流体吸收了近五倍的冲击力,具有很强的缓冲能力。

那这么强的缓冲能力是否能抵挡爆炸呢?实验者又来到了户外,用高爆炸系数的炸弹来测试非牛顿流体的防爆能力。他们准备了一个鱼缸,在鱼缸右侧埋下炸弹,左侧安装上压力检测器,除此之外左侧还有一堵水墙,上面挂着装满水的气球,可以更直观的看到威力。

接下来做一组对照实验,次鱼缸里什么都不放,爆炸后鱼缸瞬间粉碎,水墙四分五裂了,此时压力为三百一十七千帕。第二次鱼缸装满水,可以看到这次威力小了很多,虽然鱼缸和气球都碎了,淡水墙还屹立不倒,压力也降到了二百四十八千怕在浴缸里注满非牛顿流体炸弹启动后爆炸产生的伤害跟什么都不放不多,但不同的是压力却达到了三百五十二千帕。实验结果表明,非牛顿流体不仅不能防爆,还扩大了爆炸威力,这是为什么呢?

既然非牛顿流体不能抵抗爆炸,那他能防弹吗?准备两个容器,在一个容器里倒入非牛顿流体,并把它放在另一个容器上,拿出一把,一声枪响后,容器底部被射出了一个洞,非牛顿流体都流出来了。射击的瞬间流体就被击穿了,所以非牛顿流体也不能防弹。但有趣的是,当他与防弹能力的凯夫拉纤维结合制成,则会增强凯夫拉纤维对冲击的抵抗力,大大增强防护效果。

非牛顿流体算是液体吗

射流胀大

不一定。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。非牛顿流体广泛存在于生活、生产和大自然之中。绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体。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。

当受到爆炸产生的压力波冲击后,流体里的水分会被爆炸产生的高热蒸发一部分,导致非牛顿流体会短暂的变为固体,不能吸收或转移能量,但当固体的非牛顿流体受到强冲击后破碎时,它的形态又再次变成液体,反而会成为传递能量的介质,就像声音在水中更快的传播一样,所以会带来更大的伤害。

1、食品工业中的番茄汁、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、以及鱼糜、肉糜等各种糜状食品物料也都是非牛顿流体。

2、如果非牛顿流体被迫从一个大容器,流进一根毛细管,再从毛细管流出时,可发现射流的直径比毛细管的直径大。射流的直径与毛细管直径之比,称为模片胀大率(或称为挤出物胀)。对牛顿流体,它依赖于雷诺数,其值约在0.88~1.12之间。

3、1944年Weissenberg在英国伦敦帝国学院,公开表演了一个有趣的实验: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。

参考资料来源:

什么是非牛顿流体?

如果非牛顿流体被迫从一个大容器,流进一根毛细管,再从毛细管流出时,可发现射流的直径比毛细管的直径大。射流的直径与毛细管直径之比,称为模片胀大率(或称为挤出物胀)。对牛顿流体,它依赖于雷诺数,其值约在0.88~1.12之间。而对于高分子熔体或浓溶液,其值大得多,甚至可超过10。一般来说,模片胀大率是流动速率与毛细管长度的函数。

非牛顿流体的原理:非牛顿流体,当作用在流体上的剪切力发生改变时,其粘度发生在游乐场或者网络上,人们可以看到一种特殊的液体,这种液体就是非流动液体。普通流体是用玉米淀粉和水和出来的,看起来很柔软,但遭到重力撞击的时候就会变得很坚硬。所以这种物体遇强则强,遇弱则弱,是很神奇的。在学术定义上,非牛顿流体是指不满足牛顿黏性实验定律的液体。如果你把手慢慢的伸进去,就像是液体,如果你快速的击打,就会变成固体。改变(牛顿流体的粘度不变)。

1、多数熔体的粘度对剪切速度敏感,称为非牛顿型流体,某些非牛顿型流体的粘度随剪切速度的增加而升高(称为切力增稠现象),如含有增稠剂的塑料糊、少数有填料的 塑料熔体等。

2、另一些非牛顿型流体的粘度却随剪切速率的增大而降低(称为剪切稀化现象)。

拓展资料

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。非牛顿流体广泛存在于生活、生产和大自然之中。绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体。

如果非牛顿流体被迫从一个大容器,流进一根毛细管,再从毛细管流出时,可发现射流的直径比毛细管的直径大

什么是非牛顿流体?

这个只能够在一定程度上削减冲击力,但是也不能有效的阻止。

非牛顿流体广泛存在于生活、生产和大自然之中。绝大多数生物流体都属于所定义的非牛顿流体。人身上淋巴液、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。

无管虹吸或也有人将血液、果浆、蛋清、奶油等这些非常黏稠的液体,牙膏、石油、泥浆、油漆、各种聚合物(聚乙烯、尼龙、涤纶、橡胶等)溶液等非牛顿流体,称为软物质。开口虹吸

对于牛顿流体来说,在虹吸实验时,如果将虹吸管提离液面,虹吸马上就会停止。但对高分子液体,如聚的汽油溶液和百分之一的POX水溶液,或聚醣在水中的轻微凝肢体系等,都很容易表演无管虹吸实验。

将管子慢慢地从容器拨起时,可以看到虽然管子己不再插在液体里,液体仍源源不断地从杯中抽出,继续流进管里。甚至更简单些,连虹吸管都不要,将装满该液体的烧杯微倾,使液体流下,该过程一旦开始,就不会中止,直到杯中液体都流光。

这种无管虹吸的特性,是合成纤维具备可纺性的基础。