牛顿流体与非牛顿流体的区别
牛顿流体和非牛顿流体的性质比较分析
牛顿流体和非牛顿流体的性质比较分析流体是物质的一种状态，具有流动性。
它广泛存在于自然界中，包括水、空气、油类等。
流体的物理性质对于很多科学领域都有非常重要的影响，因此对于流体特性的研究一直是科学家们关注的热点之一。
在流体的研究中，牛顿流体和非牛顿流体是两个重要的概念，两者在流体的物理性质以及应用方面有很大不同。
在本文中，我们将对牛顿流体和非牛顿流体的性质进行比较分析。
一、牛顿流体的性质牛顿流体是一种特殊的流体，它的黏性是恒定的。
这意味着它的流动性质与它对外力的响应速度成正比例。
换句话说，牛顿流体对外力的响应是瞬时的，而且不受外部切变力大小和方向的影响。
这种特性是牛顿流体的一大特点，可以通过下面的表达式来描述：τ = μγ其中，τ为切变应力，μ为黏性系数，γ为切变速率。
牛顿流体的黏性系数是独立于剪切力大小和流速方向的。
这意味着无论切变应力的大小和方向如何变化，牛顿流体的黏性系数都保持不变。
二、非牛顿流体的性质非牛顿流体是另一种类型的流体，其黏性是可变的。
与牛顿流体不同的是，对于非牛顿流体，其黏性与其应变速率有密切联系。
具体来说，非牛顿流体可以分为剪切稀释型、剪切增稠型和弹性流体三种。
他们的特点分别如下：剪切稀释型：随着剪切应力的增加，流体会变得越来越稀薄。
在这种情况下，黏度与剪切率呈负相关。
剪切增稠型：随着剪切应力的增加，流体会变得越来越稠厚。
在这种情况下，黏度与剪切率呈正相关。
弹性流体：这种流体有着非常强的弹性特性，可以将应变的能量转化为弹性能量，并在失去外力的作用后恢复到原来的状态。
最典型的例子就是胶状物质。
与牛顿流体不同的是，非牛顿流体的黏度是不固定的。
其黏度随着外界切应力的大小和方向的变化而变化。
因此，在实际应用中，非牛顿流体对于渗透、流量和动态特性等问题的研究变得尤为重要。
三、牛顿流体和非牛顿流体的应用比较牛顿流体和非牛顿流体的应用有很大的不同。
牛顿流体的黏性恒定，因此易于在市场上制造和使用。
非牛顿流体原理
非牛顿流体原理非牛顿流体是指在流动过程中，其黏度随着剪切速率的变化而变化的流体。
与牛顿流体不同，非牛顿流体在受力作用下，其黏度并不保持不变，而是会随着流动状态的改变而发生变化。
这种流体的特性在实际生活和工业生产中都有着重要的应用，因此对于非牛顿流体的原理和特性的研究具有重要意义。
首先，我们来介绍一下非牛顿流体的分类。
根据其流动特性，非牛顿流体可分为剪切稀化流体和剪切增稠流体两种类型。
剪切稀化流体是指在受到外力作用时，其黏度会随着剪切速率的增加而减小的流体，如淀粉浆、墨水等；而剪切增稠流体则是指在受到外力作用时，其黏度会随着剪切速率的增加而增加的流体，如果冻、牙膏等。
这两种类型的非牛顿流体在实际应用中具有不同的特点和用途。
其次，我们来探讨一下非牛顿流体的原理。
非牛顿流体的黏度变化与其内部微观结构和分子间相互作用有着密切的关系。
在剪切稀化流体中，当外力作用下，流体内部的颗粒会发生重排和分散，从而导致黏度的降低；而在剪切增稠流体中，外力作用会导致流体内部的颗粒聚集和排列，从而使得黏度增加。
这种原理使得非牛顿流体具有了特殊的流变特性，可以根据具体的应用需求来调控其流动性能。
除此之外，非牛顿流体还具有一些特殊的流动特性。
例如，在非牛顿流体的流动过程中，会出现剪切变稀、剪切变稠等现象，这种非线性的流变特性使得非牛顿流体在实际应用中具有了更广泛的用途。
同时，非牛顿流体还表现出了记忆效应和时间依赖性，这也为其在一些特殊领域的应用提供了可能。
总的来说，非牛顿流体的原理和特性对于我们深入理解流体力学和实际应用具有着重要的意义。
通过对非牛顿流体的研究，我们可以更好地利用其特殊的流变特性，开发出更加符合实际需求的流体材料和工艺。
因此，对于非牛顿流体的深入研究和应用具有着重要的意义，也将会在未来的科技发展中发挥着重要的作用。
聚合物的流变学性质
§1.3
聚合物的流变学性质
2)聚合物中添加剂的影响
加入少量的添加剂，以提高其实用性能。
添加剂的种类： 着色剂 润滑剂 稀释剂 增塑剂 稳定剂 抗静电剂 填料
§1.3
聚合物的流变学性质
添加剂在聚合物中所占的比例不大——
聚合物大分子间的作用力会发生很大变化，熔 体的粘度也会随之改变。
例如，增塑剂的加入会使熔体粘度降低，从而 提高熔体的流动性。
假塑性流体种类：
①在10s-1＜ ＜ 104 s-1内，高聚物熔体； ②高聚物溶液及悬浮液。 ③混炼胶、塑炼胶；
③混炼胶、塑炼胶，剪切作用的增加使得分子链 断链，导致分子量下降，粘度降低。 假塑性流体流动曲线见图4-3。
（2）膨胀型流体
增大 ，粒子相互碰撞，
导致润滑不足，流动阻力
增加，粘度上升。 特性：随 增加ηa 增加，即“剪切增稠”。
§1.3
聚合物的流变学性质
牛顿流体： 是指当流体以切变方式流动时，其切应力与剪 切速率间存在线性关系。 牛顿流体的流变方程式为 — —切应力，Pa； — —比例常数（粘度），牛顿粘度，
反映了牛顿流体抵抗外力引起流动变形的能力，Pa s；
— —单位时间内流体产生的切应变（剪切速率） 1 ,s
§1.3
聚合物的流变学性质
注射成型中近似具有假塑性流体性质的高聚物: 聚乙烯(PE) 聚氯乙烯(PVC) 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 聚丙烯(PP) ABS 聚苯乙烯(PS) 聚酯 热塑性弹性体
§1.3
聚合物的流变学性质
假塑性液体的剪切速率与切应力及表观粘度的 关系: 图a——切应力τ与剪切速率的关系； 图b——表观粘度ηa与剪切速率的关系。 ——聚合物熔体粘度对剪切速率具有依赖性， 且剪切速率的 增大可导致熔体 粘度的降低。
牛顿流体与非牛顿流体全解
（6）汤姆孙减阻效应 1948 年，汤姆(TOMS)在第1 届国际流变学会议上宣布了他 的减阻实验。将少量的聚甲基丙烯酸加入管内一氯代苯低分子 溶液的湍流中，在一定流量下，管内流动的摩擦阻力显著下降 ，这一现象称为减阻现象。由下图可以看出，当流动由层流转 变为湍流时，流线变密，流量增加，出现减阻现象。湍流减阻 可以使流量增大，对传热、传质有利。
1Pa s 1000 mPa s
3、流变方程中反映流体流变特性的参数只有一个 。对牛顿 流体来说，其流变方程只有一种形式。 4、典型的牛顿流体：水、甘油、低分子量的成品油，空气。 5、牛顿流体内部结构特点：单相流体、分散相浓度很低的假 均匀多相混合物流体。
（三）牛顿流体曲线：
剪切应力/剪切速率= tanα =恒定值， 由于牛顿流体的流动曲线是通过座标原点的直线，因此在 (即粘度 )均为恒定值。如前所述 任一剪切速率下求得的 / ，牛顿流体可通过求任意剪切速率下的剪切应力而求粘度。反 之，若已知粘度值，则可知该直线与横座标的夹角(tanα＝ )即 斜率，因此该流体的流动性就充分得到了说明。
大多数高分子溶液和乳状液具有明显的假塑性。 （3）剪切稠化流体：也称胀塑性流体，与假塑性流体相反 ，膨胀流体的表观粘度随切变速率增加而增大，这种现象称为 剪切增稠现象。 一些浓稠悬浮体、蛋白质及某些高分子溶液可表现出切力 增稠现象。 2、时变性非牛顿流体 这类流体的粘度函数不仅与应变速率有关，而且还与剪切 持续时间有关。大致可分为两类： （1）触变性和流凝性流体：随着切应力作用时间的延长， 表观粘度越来越小的流体叫做触变性流体；随着切应力作用时 间的延长，表观粘度越来越大的流体叫做流凝性流体，这种流 体在实际中非常少见。然而，在实际中我们遇到的触变性体系 较多，例如：某些粘土悬浮液、陈胶、溶胶及高聚合物可表现 出触变性。
什么是非牛顿流体
龙源期刊网 什么是非牛顿流体作者：高荣伟来源：《少儿科技》2019年第03期想明白什么是非牛顿流体，我们首先需要了解什么是牛顿流体。
在物理学领域内，人们将黏性流体分为牛顿流体和非牛顿流体。
所谓牛顿流体，就是符合牛顿黏性定律的流体，比如水、酒精、轻质油等。
根据这一定律，流体的黏度值是恒定的。
然而，人们研究后发现，并非所有流体的黏度值都不变。
非牛顿流体，就是不满足牛顿黏性定律的流体。
如果把非牛顿流体，比如太白粉的水溶液，放到盆里，你慢慢伸手进去，会感觉它像是液体;你用手使劲捶打它或在里面快速滑动，又会感觉它渐渐变得像固体。
1944年，科学家公开进行了一个有趣的实验：在一个有黏弹性流体（非牛顿流体的一种）的烧杯里旋转实验杆。
由于离心力的作用，牛顿流体表面会凹陷;黏弹性流体却向杯中心运动，并沿实验杆向上爬，表面凸起。
简单地说，非牛顿流体是一种很有“个性”的流体：如果你给它的压力大或让它快速运动，它就会变硬，具备一些固体的特性;你给它的压力小或不让它运动，它就会非常软，像液体一样。
非牛顿流体广泛存在于人体中，实际上，绝大多数生物流体都是非牛顿流体。
比如，人身上的血液、淋巴液、囊液等多種体液是非牛顿流体。
在食品领域中，非牛顿流体也普遍存在，比如番茄汁、蛋清、苹果浆、果酱、炼乳等。
在工业生产领域中，非牛顿流体也广泛存在，比如纸浆、油漆、油墨等。
在大自然中，非牛顿流体同样不算罕见，有石油、高含沙水流、泥石流……由于非牛顿流体涉及许多工业生产部门的工艺、设备、效率和产品质量，也涉及人的生活和身体状况，所以它越来越受到重视。
根据非牛顿流体的特性，科学家研发了新型液体防弹衣。
这种防弹衣比传统的防弹衣柔软，而且防弹性能更好，有一个昵称是“防弹蛋奶糊”，这是因为用于制作它的特殊液体材料与英国人常喝的蛋奶糊有点相似。
蛋奶糊被加热并被搅拌时会变稠，而这种特殊液体材料在受子弹撞击后会迅速变硬。
关于非牛顿流体的实验
关于非牛顿流体的实验非牛顿流体是一种特殊的流体，其粘度随剪切速率而变化。
与牛顿流体不同，非牛顿流体的粘度不是恒定的，而是随着剪切速率的增加而增加。
在自然界和工程领域中，非牛顿流体具有广泛的应用，例如泥浆、涂料、润滑油等。
为了更好地理解和研究非牛顿流体的性质，进行实验是十分必要的。
本文将介绍关于非牛顿流体的实验目的、实验原理以及实验步骤等内容。
一、非牛顿流体实验的目的1.了解非牛顿流体的基本性质：通过实验观察非牛顿流体在不同剪切速率下的粘度变化，从而了解其流变特性。
2.探究非牛顿流体与牛顿流体的区别：对比非牛顿流体和牛顿流体在剪切速率变化时的粘度变化，揭示两者之间的差异。
3.应用与发展：实验结果可以为工程领域中的非牛顿流体应用提供理论依据，促进相关技术的发展。
二、非牛顿流体实验的原理1.流变学原理：流变学是研究流体在受剪切作用下的形变规律的科学。
非牛顿流体的粘度是流变学中的一个重要参数，它反映了流体在剪切作用下的内部阻力。
2.剪切速率与粘度的关系：非牛顿流体的粘度与剪切速率之间存在一定的函数关系。
通过测量不同剪切速率下的粘度，可以得到非牛顿流体的流变曲线。
3.实验设备：实验过程中需要使用流变仪、粘度计等设备，这些设备可以测量非牛顿流体在不同剪切速率下的粘度。
三、非牛顿流体实验步骤1.准备实验材料：选择具有代表性的非牛顿流体，如泥浆、果酱等。
2.安装实验设备：将流变仪或粘度计按照说明书进行正确安装。
3.设定剪切速率：根据实验要求，设定不同的剪切速率。
4.测量粘度：在每种剪切速率下，测量非牛顿流体的粘度。
5.数据处理：根据实验数据，绘制非牛顿流体的流变曲线。
6.分析与讨论：分析实验结果，探讨非牛顿流体的性质以及与牛顿流体的区别。
通过以上实验步骤，可以深入了解非牛顿流体的性质，并为工程领域中的应用提供理论支持。
需要注意的是，在实验过程中要严格遵守操作规程，确保实验结果的准确性。
同时，根据实验结果，可以进一步研究非牛顿流体的流变机理，为优化非牛顿流体的应用提供科学依据。
非牛顿流体原理
非牛顿流体原理
非牛顿流体原理是指那些在外力作用下，其流动行为不遵循牛顿流体力学定律的物质。
与牛顿流体不同的是，非牛顿流体的粘度是随着应力变化而变化的，即其内部的粘滞力随剪切速率或剪切应力的不同而不同。
非牛顿流体可以分为剪切稀化流体和剪切增稠流体两种类型。
剪切稀化流体的粘度随着剪切应力的增加而减小。
这类流体的例子包括血液、果冻和塑料溶液等。
在剪切作用下，流体内部的微观结构会发生改变，使其粘度降低，流动性增强。
剪切增稠流体的粘度则随着剪切应力的增加而增加。
这类流体的例子包括淀粉水溶液、糊状物等。
在剪切作用下，流体内部的微观结构会形成或加强，使其粘度增大，流动性减弱。
非牛顿流体的存在和性质可以通过多种因素来解释，例如流体内部的多相结构、聚合物链的排列和交联等。
非牛顿流体的研究对于理解各种复杂的流体行为以及应用于各个工程领域具有重要意义。
总之，非牛顿流体的粘度随着剪切应力变化而变化，不符合牛顿流体的流动规律。
通过对非牛顿流体的研究，我们能够更好地理解和应用这些特殊的流体性质。
有趣的非牛顿流体
撷英篇在我们的生活中有种物质是坚硬和柔软的结合体，它就是非牛顿流体。
一、什么是非牛顿流体让我们来了解一下什么是非牛顿流体吧。
非牛顿流体的官方定义是指高分子聚合物的浓溶液和悬浮液等。
包括聚丙烯酰胺、聚乙烯、聚氯乙烯、赛璐珞、涤纶、橡胶溶液和各种工程塑料、化纤的熔体、溶液等。
其实在大自然和我们的生活中都存在非牛顿流体，石油、泥浆、纸浆、油墨、油漆、牙膏、泡沫、沥青等都是非牛顿流体。
食品中的番茄汁、淀粉液、蛋清、酱油、果酱、炼乳、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。
还有绝大多数生物流体都属于上述定义的非牛顿流体，就连人身上的血液以及像细胞质那样的“半流体”也属于非牛顿流体。
二、非牛顿流体与牛顿流体的区别了解了非牛顿流体，新的问题来了，既然我们的生活中存在着许多的非牛顿流体，那与之相对应的牛顿流体又是什么呢？两者的区别是什么？其实自然界中许多流体都是牛顿流体。
例如水、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。
牛顿流体在受力后极易变形，且切应力与变形速率成正比，属于低粘性流体，而不同于牛顿流体特性的流体一般被称为非牛顿流体。
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，反之称为非牛顿流体。
也就是牛顿流体就是像水一样的低粘性流体，凡是不属于低粘性的流体，例如淀粉液就称为非牛顿流体。
三、非牛顿流体的有趣特性虽然非牛顿流体属于液体，具有柔性，但它同时还具备遇强则强的特性，让我们来看看在它“身上”发生的有趣现象吧。
武侠小说中的武林高手，武艺高强，身负各种武林绝学，其中就有种叫“水上漂”的功夫，依靠轻功从水面上飞奔而过，这在现实生活中当然是不可能存在的。
而非牛顿流体却可以帮助我们实现“水上漂”的奇迹。
将一定比例的玉米淀粉和水搅拌均匀制成淀粉水，轻轻触碰时就像水一样，很容易将手指伸进去。
当你大力且快速地拍打时，淀粉水却变得十分坚硬，就像是拍在石头上一样。
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牛顿流体与非牛顿流体的区别
上周我讲了粘度的概念，根据牛顿模型,即公式：粘度=剪切力/剪切率。
这是旋转式粘度计的测量原理。
而实验室测量粘度方法基本都是旋转式测量;其他测量粘度方法请参考ＰPT。
本周我们要说的内容就是流变原理，但是万变不离其宗，还是围绕粘度定义的公式来说。
因为粘度的变化多变,这才有粘度计、流变仪的发展空间。
下面介绍的内容就是流变学的一部分----流体变化特性。
一、牛顿流体与非牛顿流体:
根据牛顿的理论,流体的粘度值都是恒定不变的，如水、酒精、轻质油等。
实际上,通过后人的研究发现流体的粘度并不是恒定不变的。
牛顿流体的粘度：剪切力/剪切率=恒定值;
非牛顿流体粘度:剪切力/剪切率≠恒定值；即粘度是个变化量；引起其变化的常见的因素是剪切率、时间等。
二、流变曲线：
事实上大多数的流体是非牛顿流体，物料随着剪切率或时间的变化会改变。
因此，在一定的条件下测量的粘度值不一样，所测得的粘度值是个曲线而不是一个恒定的常数。
牛顿流体的曲线:
剪切力/剪切率＝tanα是个常数;
非牛顿流体的粘度曲线大致分两类，一种是剪切变稠，一种是剪切变稀；
剪切变稀指的是随剪切率的增加粘度减小，物料越剪切越稀,剪切变稠与此相反;
具体分有六种，如下:(imaｇing alｌ tｈesｅ eｘamples)
1）假塑性:如酱,纸浆等；
特点:粘度随剪切率的增加而减小;粘度随剪切率的减小而增加；
剪切率的变化不管增大或是减少,都在同一条曲线上，这种特性叫假塑性。
2）塑性:如口香糖，焦油等；
特性描述:粘度随剪切率增加而减少；
剪切力达到一定值时方才有剪切率的变化;如图中的yield部分，我们称之为屈服应力。
流体克服屈服应力后方才产生流动变形。
单向。
口香糖正常状态下是固体，你咬了一口后马上软化，咬下那一口的力就是物料的屈服应力。
3）膨胀性:如花生浆,湿沙子等;
特性：剪切变稠,如湿的沙子，粘度随着剪切率的增加而增大；
剪切率越高，剪切力越大；
4）触变性:如蜜糖，猪油，淀粉等;
特性：粘度随时间变化减少，剪切变稀。
相同剪切率下，剪切率减小时粘度小于剪切率增加时的粘度。
5)流凝性:如水中的石膏；
特性:粘度随时间的变化而增加,剪切变稠。
相同剪切率下，剪切率减小时的粘度大于剪切率增加时的粘度。
以上就是牛顿流体与非牛顿流体的区别,而我们平时接触的大多数物料都是非牛顿流体。
物料粘度变化曲线各不相同,为了能用科学的方法来对物料的粘度特性进行描述，因此有了流变仪。