高黏度牛顿流体中砂粒运动实验研究

自然界多数食物不符合牛顿流体规律，其属于非牛顿流体类型，比如浓果汁、果酱、整鸡蛋、菜泥、浓牛奶及巧克力浆等固液混合物，这些流体的剪切应力与剪切速率关联，通常借助经验公式来描述

τ=k(γ)n(1

流变学参数n代表流态特性，k代表稠度系数。对于牛顿型流体模型，n取值为1，这种情况下k就是粘度指标。在上述表达式中，假设ηa等于k乘以γ的n次方减一，那么对于具有非牛顿特性的流体，其状态方程可以表述为：

τ=ηaγ（2）

这种情况下，η和ηa体现相同的物理性质，量纲一致，ηa就是表观粘度，即apparentviscosity。表观粘度ηa代表流体内部所有阻碍力。不过，与η不同，ηa是γ的函数，并且与k和n相关。换言之，ηa反映非牛顿流体在特定流速下的粘度表现。

许多非牛顿流体的剪切应力，需达到某个特定阈值Τ0以上，即物质需积累足够能量以超越其内禀阻力，此时其才会展现流动性特征。Bulkey与Hershel构建的描述模型为：

Τ=Τ0 k(γ)n（3）

屈服应力用Τ0代表。公式里的Τ0与n数值区间不一样，因此非牛顿流体分成五个种类：包括胶变性流体和假塑性流动

当粘稠度随剪切速率或剪切应力的增强而降低，这表明符合公式一中的零凝胶体变塑性流动特征

粘度随剪切速率提高而提升的流态，称作剪切增稠现象。这种流体表现出胶体特性，在应力作用下发生塑性形变。其剪切应力与剪切速率之间存在幂律关系。

液体需应力超越τ0值方能开始流动。塑性流动的流动特性曲线不经过零点。当应力超过τ0值时，符合牛顿流体规律的流动称为宾汉流动。不符合牛顿流动规律的流动则不属于宾汉流动。将具备这两种流动特性的液体区分称为宾汉流体与非宾汉流体。食品中的浓缩肉汁是宾汉流体的典型实例。卡松考察了涂料的流动网状构造同剪切速率的关联性，由此揭示出剪切力与剪切速率具备某种联系：

σ1/2=σ01/2 ηaε1/2

某些非宾汉流体液态食品的流动行为遵循卡松公式，例如番茄酱、巧克力等。这类胶变性流体的触变特性表现得较为明显

一种物质在受到摇晃、搅动等外力作用时，其流动特性会变得更为顺畅，内摩擦力随之降低开yun体育app入口登录，然而当它恢复静止状态并经过一段时间后，其流动性会再度减弱，这种现象被称为触变性，也称作振荡引发流动性变化。番茄酱、蛋黄酱这类食品，若在储存容器中静置较久，倾倒时便会出现不易流出的情况，但只要对容器进行剧烈摇晃，或者进行一段时间的强力搅拌，它们就能变得非常容易倾倒，不过重新放置一段时间后，流动性又会变得差起来。这种流动现象的出现源于微粒相互间构建的联结结构，在剪切力不断加大时会被逐渐瓦解，造成粘稠度下降。不过这些微粒间的联结结构，在剪切力撤销后需要一定时长才能重新生成。所以当剪切速度放缓时，其曲线会落在先前加速时的曲线下方，由此产生与时间关联的回滞现象。结构破坏程度越深，反映为回滞环所围成的区域越宽广。触变性作用于口感时，会带来顺滑且温和的体验。胶体变稀后，其流动性增强

流体在流动过程中持续进行，其粘度会逐渐上升，这与触变效应的表现截然不同。这类流体带给食品黏滞的味觉感受。当流速提升至顶点，随后下降，在减速阶段，流动曲线反而会超越加速时的曲线。此现象也被称作逆向触变效应。其产生的原因在于流动有助于液体内部结构的构建。胶状流体的特性胶状流体的特性

该类流体随时间变化而变化，也称作触变流体，不过两者之间存在显著差异，关键在于前者在静止状态下无法自我恢复原有结构。通过观察胶体流变特性曲线可以发现，当剪切速率交替增大和减小时，会出现一个回滞现象，这说明流体的粘度会随时间波动开元棋官方正版下载，而且在剪切速率降低的阶段，曲线始终位于剪切速率提升阶段的上方，这些特征明确显示该流体属于胶体流变类型，具有胶体流变特性

1.流体在搅拌过程中其表观粘度逐渐变大;

剪切力在初始时刻数值最小开yunapp体育官网入口下载手机版，随着时间的推移而逐步增大，最终达到一个稳定的状态，并维持在特定水平上。

3.剪切速率愈大(即搅拌俞剧烈)，剪切力变化愈大;

一旦停止搅拌某个时刻，剪切应力就重新回到刚开始时的原始数值。