非牛顿流体怎么做科学详解

某些流体的粘稠度会随剪切应力或剪切速率改变，这类流体被称为非牛顿流体。它们在工业制造和科研领域应用十分普遍，涉及食品加工、医药生产、油漆涂刷、化学加工等多个行业。本文将阐述非牛顿流体的基本概念、种类划分、流变特性以及检测手段等要点。

一、非牛顿流体的定义和分类

某些流体的粘稠度会随受力情况改变，这种流体称作非牛顿流体，其粘度并非固定不变，而是会因剪切应力或剪切速率的不同而变化，这与粘度恒定的牛顿流体存在明显差异开元棋官方正版下载，牛顿流体的粘度保持稳定，而非牛顿流体的粘度变化呈现非线性特征。

根据非牛顿流体的流变学特性，可以将其分为以下几类：

这种流体在受力剪切时会变得粘稠度减小开yun体育app入口登录开元ky888棋牌官网版，属于剪切稀释类型液体，比如淀粉混合物、糊精溶液、油墨等。

这类流体在承受剪切力时，其粘度会显著提升，这种特性被称作剪切增稠现象，典型代表包括乳制品如牛奶和酸奶，以及糖浆等粘稠液体。

塑性流体，当剪切应力超出某个限度，才会发生形变，这类流体，比如泥浆和涂料。

这类流体在承受剪切力时，既表现出粘滞的特质，也体现出弹性的特征，因此被称为粘弹性流体，像胶水、果冻这类物质就属于此类。

二、非牛顿流体的流变性质

非牛顿流体在受力变形时，其内部特性会随之改变，具体表现为粘稠度、流动指数以及启动阻力等指标的动态调整。其中，粘度衡量的是流体上下层间相对移动的阻碍程度，是表征非牛顿流体流动难易的关键指标；流变指数揭示非牛顿流体粘度随剪切速率或剪切应力的变化规律，用以说明流体的变形行为；屈服应力代表非牛顿流体启动流动前必须超越的最低应力界限。

非牛顿流体的流变性质具有以下特点：

1. 粘度随剪切速率或剪切应力的变化是非线性的。

流体的粘稠程度，跟其受到的剪切速率或者剪切应力之间，关联性会受到多种条件制约，比如流体的种类、环境温度的高低以及溶液的浓稠度等。

流变指数有助于辨别各类非牛顿流体，比如剪切率减小的流体，以及剪切率增大的流体。

塑性流体流变特性的关键指标是屈服应力，该值表明流体启动流动所需的最低应力水平。

三、非牛顿流体的测试方法

非牛顿流体检测手段主要有两种类型，即旋转式和振动式。旋转式检测手段是将试样置于圆柱形器皿内，经由旋转器皿施加剪切力，进而测定流体的粘稠程度和流变特性。振动式检测手段则是将试样安放在平面之上，借助振动平面施加剪切力，同样用于测定流体的粘稠程度和流变特性。

在非牛顿流体测试中，需要注意以下几点：

样品的制备务必遵循既定规程，确保检测数据精确无误

测试温度时，需注意温度对非牛顿流体流变特性有显著作用，所以必须在规定温度下开展测试工作。

测试速度，非牛顿流体的流变特性会受到速度影响，需要挑选恰当的速度进行测试。

验证稳定性：为确保检测数据精确，需反复执行操作，求得均值，同时明确数据偏差的界限。

四、非牛顿流体在工业生产中的应用

非牛顿流体在工业生产中有着广泛的应用，例如：

食品加工行业，非牛顿流体应用十分普遍，诸如酸奶、果酱、糖浆以及面团等，都属于此类物料。

医药生产领域，非牛顿流体有广泛应用，比如药液调配，药丸填充，口腔护理产品等。

油漆涂料领域，非牛顿流体得到应用，包括墙漆、木器漆以及油漆等种类。

化学工业领域，非牛顿流体用途广泛，诸如高分子材料，涂料，胶黏剂等，均有应用。