工业流变学
流变学概述方案范文
流变学概述方案范文流变学是研究物质应变和应力之间关系的学科，其研究对象是液体和固体的变形在力学上的表现。
流变学的研究有助于我们了解材料的力学特性以及其在实际应用中的行为。
本文将概述流变学的基本概念、应变应力关系、流变学的应用以及流变学的研究方法和实验设备。
流变学的基本概念：流变学研究的主要对象是物质在受力作用下发生的变形现象。
物质的变形可以分为弹性变形和塑性变形两种情况。
弹性变形是指物质在受力作用下发生的可逆性变形，也就是物质在去除外力后能恢复到原始形态的变形。
而塑性变形则是指物质在受力作用下发生的不可逆性变形，去除外力后无法完全恢复到原始形态。
应变应力关系：在进行流变学研究时，我们需要了解物质的应变与应力之间的关系。
应变是指物质在受力作用下所发生的变形程度，可以分为线性应变和非线性应变。
线性应变是指物质在受力作用下的变形与受力大小成正比，而非线性应变则是指物质在受力作用下变形与受力大小不成正比。
应力是指物质在受外力作用下产生的内部分子力，可以分为剪切应力和正应力。
剪切应力是指在物质内部的平面上，垂直于该平面的单位面积上所受的力，而正应力则是指物质内部特定点沿垂直于该点的方向上的单位面积上所受的力。
流变学的应用：流变学在许多领域中有广泛的应用，例如制药、化妆品、食品加工、材料工程等。
对于这些领域的应用，流变学可以帮助我们了解物质的黏度、流动性、变形性等性质，从而指导实际生产和应用过程。
比如，在制药工业中，流变学可以帮助我们控制粘度，确保药品的质量和稳定性。
在食品加工领域，流变学可以帮助我们改善食品的质地和口感。
在材料工程领域，流变学可以帮助我们改善材料的加工过程，提高材料的性能。
流变学的研究方法和实验设备：流变学的研究方法用于测量和分析物质的流变行为。
常见的流变学实验方法和设备包括旋转式流变仪、振荡式流变仪、剪切式流变仪等。
旋转式流变仪通过旋转圆盘或圆柱体来测量物质的黏度和流动性。
振荡式流变仪则通过振荡电机来模拟物质的变形情况。
流变学在化工工艺中的应用分析
流变学在化工工艺中的应用分析流变学是研究物质在应力作用下变形和流动规律的科学。
在化工工艺中，流变学的应用非常广泛。
本文将从流变学的基本概念和原理开始，分析流变学在化工工艺中的应用，包括污泥处理、涂料涂层、塑料加工等方面。
首先，流变学在污泥处理中的应用十分重要。
污泥是生活污水和工业废水处理过程中产生的一种含有水分的浓稠物质。
由于污泥中含有许多固体颗粒，因此对于污泥的流动性和黏稠度的了解是非常重要的。
通过流变学的测量和分析，我们可以确定污泥的黏度、剪切应力和剪切速率之间的关系。
这可以帮助工程师们选择适当的污泥挤压设备、搅拌设备和输送设备，以保证污泥的稳定处理和高效率运输。
其次，流变学在涂料涂层工艺中的应用也非常广泛。
涂料是一种常用的表面保护材料，广泛应用于建筑、汽车、航空等各个领域。
在涂料的制备和施工过程中，了解涂料的流变性能对于保证涂装质量和施工效率至关重要。
通过流变学的研究，可以测定涂料的粘度、流动性和过渡温度等参数，并且确定涂料的流变类型（如牛顿流体、剪切稀化流体等）。
这些参数的掌握可以帮助工程师们优化涂料的配方和调整施工工艺，使得涂料在施工过程中具有适当的流动性和涂层厚度，从而获得高质量的涂装效果。
此外，流变学在塑料加工中也起着重要的作用。
塑料是一种流变性能非常复杂的材料，在加工过程中经历了熔融、塑化、流动、冷却等多个阶段。
流变学可以帮助工程师们了解塑料的熔融流动性、热稳定性和流动性等特性。
通过对塑料的流变性能的研究，可以优化塑料加工工艺流程，选择适当的模具和机器设备，并且有效地预测塑料制品的变形和缺陷。
此外，流变学还广泛应用于化工反应器的设计和优化。
在化学反应过程中，了解反应物料在反应器中的流动规律和变形规律非常重要。
通过流变学的研究，可以测定反应物料的粘度、黏度和剪切应力等参数，并根据这些参数优化反应器的结构和操作条件，提高反应效率和产物质量。
总结起来，流变学在化工工艺中的应用非常广泛，并且对于保证工艺的高效性、质量和安全性至关重要。
流变学的研究方法流变学从一开始就是作为一门试验基础学科发展
流变学的研究方法流变学从一开始就是作为一门实验基础学科发展起来的，因此实验是研究流变学的主要方法之一。
它通过宏观试验，获得物理概念，发展新的宏观理论。
例如利用材料试件的拉压剪试验，探求应力、应变与时间的关系，研究屈服规律和材料的长期强度。
通过微观实验，了解材料的微观结构性质，如多晶体材料颗粒中的缺陷、颗粒边界的性质，以及位错状态等基本性质，探讨材料流变的机制。
对流体材料一般用粘度计进行试验。
比如，通过计算球体在流体中因自重作用沉落的时间，据以计算牛顿粘滞系数的落球粘度计法；通过研究的流体在管式粘度计中流动时，管内两端的压力差和流体的流量，以求得牛顿粘滞系数和宾厄姆流体屈服值的管式粘度计法；利用同轴的双层圆柱筒，使外筒产生一定速度的转动，利用仪器测定内筒的转角，以求得两筒间的流体的牛顿粘滞系数与转角的关系的转筒法等。
对弹性和粘弹性材料的实验方法分为蠕变试验、应力松弛试验和动力试验三种：对材料进行蠕变实验一般有对材料试件施加恒定的拉力，以研究材料的拉伸蠕变性能的拉伸法；在专门的剪力仪中对材料施加恒定的剪力，研究材料的剪切蠕变性能；利用三轴仪，对材料试件施加轴向应力和静水压力，研究材料的单向或三向压缩蠕变性能；利用扭转流变仪，对材料试件施加恒定的扭力，研究材料的扭转蠕变性能；以及在粱形试件上施加恒定的弯矩，研究材料挠度蠕变性能的弯曲法等。
应力松弛实验是将材料试件置于应力松弛试验仪上，使试件产生一恒定的变形，测定试件所受应力随时间的衰减，研究材料的流变性能，也可以计算材料松弛时间的频谱。
这种试验也可在弯曲流变仪、扭转流变仪、压缩流变仪上进行，此法适用于高分子材料和金属材料。
除蠕变和应力松弛这类静力试验外，还可进行动力试验，即对材料试件施加一定频谱范围内的正弦振动作用，研究材料的动力效应。
此法特别适用于高分子类线性粘弹性材料。
通过这种试验可以求得两个物理量：由于材料发生形变而在材料内部积累起来的弹性能量；每一振动循环的能量耗散。
流变学的研究及其应用
第15卷第1期粉末冶金材料科学与工程2010年2月V ol.15 No.1Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy Feb. 2010流变学的研究及其应用谢元彦，杨海林，阮建明(中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙410083)摘要：流变学是研究材料的流动与变形的科学，在粉末冶金等工业生产及日常生活中有着广泛的应用。
流变学的主要研究对象是非牛顿流体。
该文先介绍流体的概念及分类，并对非牛顿流体作进一步分类和举例；接着叙述非牛顿流体的流变特性及其在生产和生活中的应用；然后介绍流变学的前沿领域，如：细胞流变学、液晶高分子流变学、电流变学等；最后展望未来，认为流变学对世界的影响越来越大，具有广阔的发展前景。
关键词：流变学；非牛顿流体；应用中图分类号：TQ021.1 文献标识码：A 文章编号：1673-0224(2010)1-01-07Study and applications of rheologyXIE yuan-yan, YANG Hai-lin, RUAN Jian-ming(State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, Changsha 410083, China)Abstract: Rheology is a science which studys flow and deformation of materials, widely used in industrial production including powder metallurgy and daily life. The main object of rheology is to study non-Newtonian fluid. The present paper introduces the concept of fluid and its classification, in which non-Newtonian fluids have been further classified and given examples. The rheological behaviors of non-Newtonian fluid and its applications in industry and daily life, the forefront fields of rheology including cytorheology, liquid crystalline polymer rheology and electrorheology have also been described. Finally, looking forward to the future, it is considered as that the influence of the rheology on the world becomes more and more great, and it has broad prospects for development.Key words: rheology; non-newtonian fluid; application流变学是研究流动与变形的科学，它是如此深奥神秘，即使在没有重大工业动机和投入的情况下，也在吸引着无数学者[1]。
第六章流变学
从微观结构上来看，胀性体系的悬浮体是高浓度的，固含 量高达40%以上，润湿性能良好；震凝性体系的固含量很 低仅1-2%左右，而且粒子完全不是对称性的，因此形成凝 胶完全是粒子定向排列的结果。但震凝性体系并不很多。
触变性是指一些体系在搅动或其他机械作用下，能使凝胶 状的体系变成流动性较大的溶胶，静置一段时间后又恢复 原来的凝胶状态。超过一定浓度的Fe(OH)3、V2O5溶胶以 及粘土泥浆、油漆等均有这种性质。
8.2 粘度的测定
测定粘度是研究流变学的最基本方法，测定方法有多种， 如落球法、振动法、毛细管流动法和转筒法等。
8.2.1 毛细管粘度计---液体的管式流动
毛细管粘度计是测定粘度的最常用方法之一。其基本原理 是在一定压力下液体通过一定长度和半径的毛细管，测定 它的流速就能计算液体的粘度。
常见的毛细管粘度计有Ostwald型和Ubbelohde型两种。
只有悬浮体粒子浓度达到彼此可以相互接触时才会有塑性 现象。
8.5
假塑性体系 羧甲基纤维素、淀粉、橡胶等高分子溶液均为假塑性体 系。
特点是体系没有屈服值，流变曲线从原点开始，粘度不 是一个固定不变的常数。
与牛顿流体的差别在于有不对称取向，在高切速率下转 而定向，粘度不再变化。
8.6 胀性体系
达到新平衡所需的时间叫做松弛时间，此过程叫松弛过程。 在外力作用下，体系内部会有应力产生，开始时应力很大， 然后随时间应力逐渐松弛下来，这个过程叫应力松弛效应。
8.8.2 Weissenberg效应
Weissenberg效应是粘弹性的另一重要特征，1947年提出。 如果搅棒在粘弹性液体内搅动，液体会沿着棒向上爬， 爬的高度决定于液体的粘弹性和棒的旋转速率，这种能 克服地心引力和本身旋转离心力而又与切力方向无关的 现象，称为
工程学基础中的流变学
工程学基础中的流变学工程学是一门研究应用科学与工程技术相结合的学科，它涵盖了多个领域，其中最具代表性的是土木工程、机械工程和化学工程。
其中，流变学被广泛应用于这些领域中。
流变学是研究物质变形和流动特性的一门科学，它对于工程设计和材料选择有着不可估量的作用。
1. 流体力学流体力学研究物质的流动，而流变学则研究物质的变形和流动规律。
流变学的基本理论是黏弹性理论，它描述了物质在各种应力作用下的变形和流动规律。
在工程学基础中，很多领域都需要应用流体力学和流变学的理论知识。
例如，在土木工程中，我们需要研究水和淤泥在土壤中的流动，结构工程中需要研究各种材料在应力下的变形规律，化学工程中需要研究不同物质在反应过程中的变形和流动规律。
2. 工程材料工程材料在应用中，尤其是在化学工程和机械工程中，需要经历各种应力和变形。
因此，了解材料的流变学特性的知识对于材料选择和设计具有重要的参考价值。
例如，在材料中加入膨润土和纳米材料可以提高材料的强度和韧性，对于设计新的结构材料非常有用。
此外，流变学的研究还能帮助我们研究环境问题。
例如，我们可以研究塑料垃圾在水中的流动性和吸附力，同时探索经济环境中的污染洛流动规律。
3. 工业应用流变学的理论知识已成为解决工业生产中工艺问题的关键性技术。
工业流程需要对材料的变形和流动特性进行定量分析，这是制造高质量产品的重要条件。
例如，在化学工业生产中，过程控制需要研究化学反应中物料的流动性和变形特性。
在塑料和橡胶生产中，流体输送管道设计需要考虑液体的黏度和物料的变形特性。
在油气开采和加工中，需要考虑复杂介质的流动规律和变形情况，这对于工业生产过程中的节能和环境污染控制具有重要的参考价值。
工程学基础中的流变学是一门重要的学科，它对于各种工程应用有着举足轻重的作用。
了解流变学的理论知识，可以帮助工程师更好地了解物料变形和流动规律，并设计出高质量和高效率的生产流程。
同时，在环境问题方面，研究物料流动情况可以帮助我们更好地理解污染物质在大气、地下水和土壤中的传播规律。
流变学原理
流变学原理流变学原理是研究物质在外力作用下的变形和流动特性的学科。
它是材料科学和工程学中的重要分支，广泛应用于工业生产和科学研究中。
流变学原理的研究对于了解物质的结构和性能具有重要意义，可以指导材料的设计和制备过程。
下面将详细介绍流变学原理的相关内容。
流变学原理的研究对象是流体和固体材料。
流体是指具有流动性质的物质，如液体和气体；固体是指具有一定形状和体积的物质。
流变学原理主要关注物质在外力作用下的变形行为，即物质的形状和体积发生改变。
物质的变形行为与外力的大小和方向有关，同时也受到物质本身的性质和结构所影响。
流变学原理的基本假设是物质的变形是连续的，即物质的各个部分之间不存在断裂或滑动。
根据这一假设，流变学原理可以通过实验和理论分析来研究物质的变形行为。
实验方面，流变学原理利用流变仪器对物质进行测试，获取物质在不同应力条件下的变形数据。
理论方面，流变学原理建立了描述物质变形行为的数学模型，通过数学分析和计算来预测物质的流变性能。
在流变学原理中，最重要的参数是应力和应变。
应力是物质受到外力作用时的反应，可以理解为单位面积上的力的大小。
应变是物质在外力作用下发生的形变，可以理解为单位长度上的变化量。
应力和应变之间的关系可以用应力-应变曲线来表示，曲线的斜率代表了物质的刚性和变形能力。
根据物质的不同性质，流变学原理可以分为液体流变学和固体流变学。
液体流变学研究液体在外力作用下的变形和流动特性。
液体的流变行为与其黏性和粘度有关，黏性越大，流体的阻力越大，流动越困难。
固体流变学研究固体材料在外力作用下的变形和流动特性。
固体的流变行为与其弹性和塑性有关，弹性固体在受力后可以恢复原状，塑性固体在受力后会发生形变而无法恢复。
流变学原理的研究不仅可以应用于工业生产中的材料设计和工艺改进，还可以用于科学研究中的材料性能评估和理论验证。
例如，在涂料工业中，流变学原理可以用来研究涂料的流动性和涂覆性能，优化涂料的配方和施工工艺。
湖北工业大学流变学复习资料
湖北工业大学流变学复习资料湖北工业大学流变学复习参考题型挑选填空题直观综合仅供参考第一章：绪论1.何谓流变学（rheology）?流变学就是研究和阐明物质或材料流动和变形规律的科学。
就是化学、力学和工程学交叉的交叉学科。
2.流变学分支和方法论地位流变学分支:高分子流变学、石油工程流变学、食品流变学、悬浮液流变学、地质流变学、泥石流流变学、固体流变学（金属加工流变学、岩石流变学）、非牛顿流体流变学、分形体流变学、生物流变学和血液流变学，光、电、磁流变学、日用化工流变学、表面活性剂流变学、界面流变学（至少记住5个p1）方法论地位:流变学本身即为彰显出来朴素的实事求是观点，具备方法论促进作用，可以与多种学科交叉，构成代莱学科分支。
？3.流变学主要研究对象：非牛顿流体的流变特性、粘弹性材料的流变特性、流变测量技术、流变状态方程，即本构方程（揭示物质受力和变形的本质规律。
例：牛顿粘性定律、胡克定律）。
4.流变学与化学工程的关系/流变学与日用化工（重化工？）的关系化学工程：单体聚合反应、高分子加工、乳化过程与流体的流变行为密切相关。
必须研究其传达和反应过程、设计反应器、工程压缩，必须对演变过程特性存有明晰重新认识。
流变学提供材料的流变状态方程，用于解决非牛顿流体的动量传递问题，并进一步为非牛顿流体的热质传递和反应工程提供基础。
流变学是非牛顿流体化学工程的重要理论基础之一。
日用化工：日用化学品（膏霜、乳液）为多组分、多相态的非牛顿流体。
日用化工过程为非牛顿流体的制造过程。
1）乳液、泡沫的稳定性：包含热稳定性、耐剪切稳定性、储存稳定性等（表面粘度、表面弹性）2）产品的涂敷性：光滑性和涂敷深浅性能3）抽走能力，屈服应力4）增稠性：各种流变性调节剂（粘多糖、聚丙烯酸等）5）流平性指甲油等6）触变性膏霜、牙膏7）流动控制能力在洗衣粉料浆中加入适量甲苯磺酸钠，调节降低粘度，使之易于喷粉成型。
5.非牛顿流体的特殊性质：剪切变稀、剪切减仁和、屈服应力、触变性、粘弹性、爬竿效应、湍流减阻效应（toms效应）、无管虹吸现象、挤出胀大6.非牛顿流体的触变性：若流体的应力或粘度随剪切时间的增大而减小，并最终达到平衡粘度，该特性称为正触变性，简称触变性。
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●计算管路或地层中流动阻力：非牛顿流体输送管路的设计计算比牛顿流
体复杂得多。在计算之前首先判断特定的流体在特定的流动条件可用哪种流变
模型描述——是广义牛顿流体流变模型还是粘弹性流体流变模型？
非牛顿流体管路输运的计算不能套用牛顿流体的公式，而必须运用流变学 的知识去寻找或建立新的公式。
1.1 流变学概论
工数十年后，仍可出现蠕变断裂。因此，土流变性能和岩石流变性能的研究 日益受到重视。
1.1 流变学概论
1.1.3 流变学的分类
1 根据研究方法分类
① 实验流变学——通过现代实验技术来揭示材料的流变规律 ● 建立材料的经验或半经验流变模型，解决工程中的流变学问题 ● 揭示材料在各种条件下流变性的物理本质 ● 研究测量原理和测试技术，用以研制或改进测试仪器和测试手段
③ 对于流变性的认识，必须在某种特定的形变和流动条件下进 行。
1.2 牛顿和非牛顿流体
1.2.2 基本概念 2. 流体的流变性
● 不同的介质一般具有不同的流变性，需要用不同的 本构方程描述。
●同一介质在不同的流动条件下，可能表现出不同的 流变行为，也需要用不同的本构方程描述。
1.2 牛顿和非牛顿流体
流体 固体动力
动力的响应
流变学多学科综合交叉性： 基础——力学、物理学、数学 涉及的学科领域——材料科学 化学(胶体化学与高分子化学) 生物学 地质学 机械学
……
1.1 流变学概论
1.1.2 流变学的发展简史
史前时期 ● 狩猎工具的弓箭 ● 文物考古出土的新石器时代的陶器可推知，当时的人类已经认识并掌握了
和研究方法
1.1 流变学概论
1.1.1 流变学的概念
典型的流变现象之一
挤出胀大
聚合物加工口模设计
1.1 流变学概论
1.1.1 流变学的概念
典型的流变现象之二
爬杆现象
甘油溶液
聚丙烯酰胺溶液
1.1 流变学概论
1.1.1 流变学的概念
流变学的定义： 流变学(Rheology)是研究材料在外力作用下流动与形变规律的科学。
1.1 流变学概论
1.1.2 流变学的发展简史
流变学在现代的飞速发展 ●新产品的研制 使固体蠕变和粘弹性有关的流变学迅速发展起来 ● 在地球科学中，流变学为研究地壳中物理现象提供了物理－数学工具 对于地球内部过程，如岩浆活动、地幔热对流等，现在则可利用高
温、高压岩石流变试验来模拟。 ● 蠕变断裂流变学发展起来 在土木工程中，建筑的土地基的变形可延续数十年之久。地下隧道竣
粘土和水混合物的可塑性。 1869年
英国物理学家Maxwell发现，材料可以是弹性的，又可以是粘性的。 他与Kelvin等都认识到材料的变化与时间存在紧密联系的时间效应。 20世纪20年代 “流变学” 作为一门相对独立的学科领域出现 涂料、印刷油墨、食品、化妆品、陶瓷等具有流动性，但却不服从牛顿内摩 擦定律;它们在半固态下可表现出弹性，却不服从虎克定律。 美国物理化学家 E.C.Bingham 在研究了各种胶体物质分散体系的流动之 后，深感建立一门“总和各种不同物质的流动与形变的应用科学”的必要性和重要 性。他的想法得到了许多学者的赞同，并于1929年创立了一个新的学会——流变 学会。
分子结构比较复杂的单相体系和多相混合物在一定条件下都表现出明显的 非牛顿流变性。例如，聚合物溶液和熔体、原油、油脂、泥浆、纸浆、凝 胶、油漆、染料、血液、大多数食品原料和化妆品、熔化的玻璃和金属、 岩浆等等
1.2 牛顿和非牛顿流体
1.2.2 基本概念 1.牛顿流体和非牛顿流体的定义
牛顿流体 ——流变性符合牛顿内摩擦定律的所有流体，统称为牛顿流体
大多数分子结构简单的单相体系表现为牛顿流体的流变 特性，例如最常见的水和空气
非牛顿流体——流变性不符合牛顿内摩擦定律的所有流体，统称为非牛顿流体
分子结构比较复杂的单相体系和多相混合物在一定条件下都表现出明显的 非牛顿流变性。例如，聚合物溶液和熔体、原油、油脂、泥浆、纸浆、凝 胶、油漆、染料、血液、大多数食品原料和化妆品、熔化的玻璃和金属、 岩浆等等
1.2 牛顿和非牛顿流体
1.2.1 牛顿内摩擦定律 2.牛顿内摩擦定律
(1)切应力对宏观流动的影响
① 对较高速的层（分子、粒子）流动是阻力；阻滞高速层的流体。 ② 对低速分子为动力；使速度较低的流体层加速。
(2)内摩擦力产生的机理
① 以不同速度运动的两层间分子热运动引起的动量交换; ② 两层相邻的流体分子之间的附着力
1.1.4 流变学的研究内容和研究方法
3 研究方法 ① 实验方法 宏观试验：一般用粘度计或流变仪进行试验探求应力、应变与时间的
关系，研究流体的粘性和粘弹性 。 微观实验：通过它了解材料的微观结构性质，探讨流体流变的机制 。
② 理论方法 运用连续介质力学研究材料对应力和应变的响应。 通过分子运动论，研究形变与结构的关系。
dy
1.2 牛顿和非牛顿流体
1.2.1 牛顿内摩擦定律
2.牛顿内摩擦定律
(4)数学描述
1686年，牛顿根据大量实验数据发现，许多流体在作平行直线运动时，相邻 流体层之间的切应力与该处的剪切速率成线性关系，其流变本构方程为
τ yx = ηγ&
y：切应力的作用面的法向 x：切应力的作用方向
动力粘度
牛顿内摩擦定律，通常又被称为牛顿本构方程
材料函数
能够反映材料在力的作用下流动行为并通过仪器可 测定的时间和力等变量的函数
1.1 流变学概论
1.1.4 流变学的研究内容和研究方法
2 研究内容 ① 对材料流变现象的研究
将实验中观察到的流动行为概括成一些可测量的材料函数（如粘度、
法向应力等）
研究测量原理和测量技术，并对材料函数进行测量。
② 对材料的变形和流动规律研究
1.2.2 基本概念 3.流体的分类
⎧无粘流体（帕斯卡流体） τ =0
⎪ ⎪
流体⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎩非牛牛顿顿流流体体τ⎧⎪⎨⎪⎩时粘粘=变η性弹γ&非非（牛牛性η顿顿流=流流常体体体数）τττ===ηηf (((γγγ&&,,)tγγ&)&,γ&tL)γ&
第一章 绪 论
1.1 流变学概论 1.2 牛顿和非牛顿流体 1.3 典型的流变现象
② 理论流变学——应用数学、力学、物理等基本理论与方法，研究材料 质的流变现象。建立能够充分描述材料内部结构与材料力学特性之间关系的流变 模型，揭示材料流动与形变的本质与规律性。
1.1 流变学概论
1.1.3 流变学的分类
2 根据研究尺度 ① 宏观流变学——用连续介质力学方法来研究材料的流变性 （连续介质流变学、唯象流变学 ）
② 结构流变学——从分子、微观出发，研究材料流变性与材料结构 (包括化学结构、物理结构和形态结构)的关系。结构流变学还常被称为分 子流变学或微观流变学。
1.1 流变学概论
1.1.3 流变学的分类
3 根据工程应用分类 聚合物流变学——研究对象为聚合物材料(聚合物固体、熔体和溶液) 生物流变学——研究对象为生物流体(如血液、粘液、关节液等)和生物物 质(如肌肉、心脏、膀胱、其它软组织、软骨等) 石油工程流变学——研究对象为原油、天然气、钻井液、完井液、压裂 液、驱油剂、调剖剂 冶金流变学 地质流变学 土壤流变学 ……
流体
抵抗流动
流动
内摩擦力（阻力）
规律性
流变模型 本构方程
数学模型 流变性
流变性能
流变现象 材料函数
1.2 牛顿和非牛顿流体
1.2.1 牛顿内摩擦定律 1.稳态的简单剪切流动
所有流体沿平面(x方向)作一维流动； 不同流体层间具有不同的速度，且其速度随y的增大而增大。
y
,
x
1.2 牛顿和非牛顿流体
3. 《 高聚物流变学及其应用》徐佩弦编著，化学工业出版社，2003 4. H.A. Barnes, J.F. Hutton, K. Walters. An Introduction to Rheology. Elservier Science Publishers B.V., 1989 5. Roger I. Tanner. Engineering Rheology. Oxford University press, 1985
1.2 牛顿和非牛顿流体
1.2.2 基本概念
1.牛顿流体和非牛顿流体的定义
根据流变性，流体可分为牛顿流体与非牛顿流体两大类。
牛顿流体 ——流变性符合牛顿内摩擦定律的所有流体，统称为牛顿流体 大多数分子结构简单的单相体系表现为牛顿流体的流变 特性，例如最常见的水和空气
非牛顿流体——流变性不符合牛顿内摩擦定律的所有流体.1.2 流变学的发展简史
流变学在近代的蓬勃发展 ● 1939年荷兰皇家科学院成立了以Burgers教授为首的流变学小组 ● 1940年英国出现了流变学家学会 ● 1948年国际流变学会议在荷兰举行 ● 法国、瑞典等国也先后成立了流变学会。
许多重要的流变模型和本构方程以他们的名字命名，Maxwell模型 和Kelvin模型是最简单的粘弹模型、Bingham模型是具有屈服应力广义 牛顿流体模型、Burgers模型是研究混凝土及沥青混合料时常用的模型。
1.2.1 牛顿内摩擦定律
1.稳态的简单剪切流动
y A C B
剪切流场
A V+dv
A
Bv
C C Tyx B
A
Tyx
C
B 流体层间切应力
x
① A-A层流体的宏观运动速度较大，该层分子具有较大的动量，迁移到B-B层后使 该层流体加速；而B-B层的分子动量较小，进入A-A层后，使该层流体减速。
② 界面C-C两侧相邻流体层之间存在着一对平行于该面的作用力——切应力Tyx
1.2 牛顿和非牛顿流体