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5-流體的幾組基本概念——壓縮與不可壓縮流、牛頓與非牛頓流、定常與非定常流
認識流體之壓縮與不可壓縮流、牛頓與非牛頓流、定常與非定常流
1、不可壓縮流和可壓縮流
壓縮性是流體的基本屬性。
任何流體都是可以壓縮的,只不過可壓縮的程度不同而已。
液體的壓縮性都很小,隨著壓強和溫度的變化,液體的密度僅有微小的變化,在大多數(shù)情況下,可以忽略壓縮性的影響,認為液體的密度是一個常數(shù)。
氣體的壓縮性都很大。從熱力學中可知,當溫度不變時,完全氣體的體積與壓強成反比,壓強增加一倍,體積減小為原來的一半;當壓強不變時,溫度升高1℃體積就比0℃時的體積膨脹1/273。所以,通常把氣體看成是可壓縮流體,即它的密度不能作為常數(shù),而是隨壓強和溫度的變化而變化的。我們把密度隨溫度和壓強變化的流體稱為可壓縮流體。把液體看作是不可壓縮流體,氣體看作是可壓縮流體,都不是絕對的。在實際工程中,要不要考慮流體的壓縮性,要視具體情況而定。
2、牛頓流體與非牛頓流體
考慮流體的剪切應力和速度梯度之間的關系。如果流動過程中流體層間所產(chǎn)生的剪應力與法向速度梯度成正比,而與壓力無關,則這種流體為牛頓流體。
非牛頓流體廣是指不滿足牛頓黏性實驗定律的流體,指的是其剪應力與剪切應變率之間不是線性關系的流體,粘性隨著剪切力或者剪切速率而變化而改變。非牛頓流體其實很常見,絕大多數(shù)生物流體都屬于現(xiàn)在所定義的非牛頓流體。比如人身上血液、淋巴液、囊液等多種體液,以及像細胞質那樣的“半流體”都屬于非牛頓流體。
太(白)粉溶液是典型的非牛頓流體,它的主要特征是:流體的粘度會因為受到的壓力或速度而變化,壓力越大速度越快,粘度會增加,甚至可以成為暫時性的固體。一盆太(白)粉的水溶液,如果你將手緩慢的插入水溶液中你的手會沒入其中,當你拿出來時手上會沾滿白色的太(白)粉溶液。
展開 【JY】超詳細的非牛頓流體模型使用方法
本篇文章將詳細介紹非牛頓流體函數(shù)的具體使用方法。
常見的非牛頓流體有:冪律、CarreauYasuda 模型、交叉模型、Herschel-Bulkley 模型以及粘度曲線等 5 種模型。
表觀粘度η
非牛頓流體的粘度μ隨剪切速率γ′和剪切應力τ而變化,所以用流動曲線上某一點的τ與γ′的比值來表示在某一值時的粘度,這種粘度稱為表觀粘度,用η表示:
τ=ηγ′
η=τ/γ′
下面將介紹各模型的參數(shù)的含義:
① 冪律(Ostwald-De Wale冪律):
冪律模型適用于廣泛剪切變形速率下的假塑性流體或脹塑性流體。
由于其在公式上的簡單性,在工程上有較大的實用價值。但是由于它是一個純粹的經(jīng)驗方程,所以物理意義不夠明確。
另外,對于切變率很大或很小的情形,冪指數(shù)定律都不適用。
一致性指數(shù):k,也稱稠度系數(shù)。k值是粘度的度量,但不等于粘度值,而粘度越高,K值也越高;
冪律指數(shù):n,為流動行為指數(shù)或非牛頓指數(shù),是與溫度有關的參數(shù),n偏離1的程度越大,表明材料非牛頓性越強。;
當n>1時,冪律方程反映剪切變稠的脹塑性流體(如淀粉、蔗糖溶液、涂料等);
當n<1時,冪律方程反映剪切變稀的假塑性流體(如大多數(shù)聚合物,番茄醬等);
當n=1時,冪律方程反映牛頓流體k=η0;
最小粘度:流體在冪律模型下適用的最小粘度,n>1時必須要輸入;
最大粘度:流體在冪律模型下適用的最小粘度,n<1時必須要輸入。
多數(shù)高分子流體是假塑性流體,可以用冪律方程描述,其流動行為指數(shù)n=0.15~0.6。
② Carreau Yasuda模型:
Carreau Yasuda方程既反映高剪切速率下的假塑性,又反映低剪切速率下的牛頓性。能夠描寫比冪律方程范圍更廣的流動性質。
展開 Abaqus非牛頓流體模擬方法 ¥169.99
</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202007/imgs/3e90259f09b04630aef2c20cd6352c3b"></p><p><strong>John Mainstone與瀝青滴漏實驗裝置</strong></p><p>非牛頓流體中的脹塑性流體無疑是流體中的世界級網(wǎng)紅,它很奇特,人可以在上面快速跑動,但是靜站在上面就會陷下去,它的力學特點是表觀粘度隨剪切速率的增大而增大,通俗地講就是“你剛(快)我強,你弱(慢)我柔”,可以抵抗沖擊,但是輕撫就稀碎,所以有人建議拿它來做防彈衣。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202007/imgs/865509da4ae8473d82e11380421f2c02"></p><p><strong>脹塑性流體</strong></p><p>如何用Abaqus模擬非牛頓流體?</p><p>Abaqus自6.9版加入了非牛頓流體的模擬功能,用戶可以在Abaqus/CFD模型中執(zhí)行一個包含非牛頓流體的流體動力學分析,也可以在Abaqus/Explicit模型中使用非牛頓流體,比如CEL或SPH分析。</p><p>需要注意的是,在Abaqus/Explicit模型中使用非牛頓流體,剪切粘度的定義必須與狀態(tài)方程(EOS)描述的材料一起使用。
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本篇文章將詳細介紹非牛頓流體函數(shù)的具體使用方法。
常見的非牛頓流體有:冪律、CarreauYasuda 模型、交叉模型、Herschel-Bulkley 模型以及粘度曲線等 5 種模型。
表觀粘度η
非牛頓流體的粘度μ隨剪切速率γ′和剪切應力τ而變化,所以用流動曲線上某一點的τ與γ′的比值來表示在某一值時的粘度,這種粘度稱為表觀粘度,用η表示:
τ=ηγ′
η=τ/γ′
下面將介紹各模型的參數(shù)的含義:
① 冪律(Ostwald-De Wale冪律):
冪律模型適用于廣泛剪切變形速率下的假塑性流體或脹塑性流體。
由于其在公式上的簡單性,在工程上有較大的實用價值。但是由于它是一個純粹的經(jīng)驗方程,所以物理意義不夠明確。
另外,對于切變率很大或很小的情形,冪指數(shù)定律都不適用。
一致性指數(shù):k,也稱稠度系數(shù)。k值是粘度的度量,但不等于粘度值,而粘度越高,K值也越高;
冪律指數(shù):n,為流動行為指數(shù)或非牛頓指數(shù),是與溫度有關的參數(shù),n偏離1的程度越大,表明材料非牛頓性越強。;
當n>1時,冪律方程反映剪切變稠的脹塑性流體(如淀粉、蔗糖溶液、涂料等);
當n<1時,冪律方程反映剪切變稀的假塑性流體(如大多數(shù)聚合物,番茄醬等);
當n=1時,冪律方程反映牛頓流體k=η0;
最小粘度:流體在冪律模型下適用的最小粘度,n>1時必須要輸入;
最大粘度:流體在冪律模型下適用的最小粘度,n<1時必須要輸入。
多數(shù)高分子流體是假塑性流體,可以用冪律方程描述,其流動行為指數(shù)n=0.15~0.6。
② Carreau Yasuda模型:
Carreau Yasuda方程既反映高剪切速率下的假塑性,又反映低剪切速率下的牛頓性。能夠描寫比冪律方程范圍更廣的流動性質。
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comsol的非彈性非牛頓流體的本構方程參數(shù)估計 ¥375
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p> </p><p> 非牛頓流體,是指不滿足牛頓黏性實驗定律的流體,即其剪應力與剪切應變率之間不是線性關系的流體。非牛頓流體廣泛存在于生活、生產(chǎn)和大自然之中。絕大多數(shù)生物流體都屬于所定義的非牛頓流體。 </p><p> 高分子聚合物濃溶液和懸浮液等一般為非牛頓流體。聚乙烯、聚丙烯酰胺、<a href="https://baike.baidu.com/item/%E8%81%9A%E6%B0%AF%E4%B9%99%E7%83%AF/1688898" rel="noopener noreferrer" target="_blank">聚氯乙烯</a>、尼龍6、PVS、賽璐珞、滌綸、橡膠溶液、各種工程塑料、化纖的熔體、溶液等,都是非牛頓流體。石油、泥漿、水煤漿、陶瓷漿、紙漿、油漆、油墨、牙膏、家蠶絲再生溶液、鉆井用的洗井液和完井液、磁漿、某些感光材料的涂液、泡沫、液晶、高含沙水流、泥石流、地幔等也都是非牛頓流體。食品工業(yè)中的番茄汁、淀粉液、蛋清、蘋果漿、濃糖水、醬油、果醬、煉乳、瓊脂、土豆?jié){、熔化巧克力、面團、米粉團、以及魚糜、肉糜等各種糜狀食品物料也都是非牛頓流體。
展開 基于非牛頓流體力學的酸奶粘度研究
本文通過對酸奶這種非牛頓流體的粘度研究,分析采集到的數(shù)據(jù),獲得其流體特性介質參數(shù),根據(jù)該流體特性介質參數(shù)優(yōu)化酸奶生產(chǎn)工藝,進而提出降低初態(tài)粘度和平穩(wěn)粘度間差異的改進方案。
攪拌型酸奶作為一種發(fā)酵乳制品,在完成破乳停止發(fā)酵后,變成一種具有一定粘稠度的液體,其粘度值隨著溫度、時間和剪切率的改變而改變,這種物質在流變學中被定義為非牛頓流體。
流變學中指出不滿足牛頓黏性實驗定律的流體,被定義為非牛頓流體,其剪應力與剪切應變率之間不是線性關系。非牛頓流體廣泛存在于生活、生產(chǎn)和大自然中,食品工業(yè)中的酸奶就是一種典型的非牛頓流體。非牛頓流體的粘度,在特定溫度下,除了依賴于剪切速率外,它還依時間而變化。此時,粘度不僅是剪切值大小的函數(shù),而且也是剪切作用時間長短的函數(shù),因此酸奶粘度在特定溫度下是剪切率和時間兩個變量的函數(shù),即:
非牛頓流體的初態(tài)粘度μ、穩(wěn)態(tài)粘度η、粘度損失率λ,以及剪切率γ 存在以下關系:
其中,Q為流量;D為管道直徑。
通過在線粘度數(shù)據(jù)采集,利用不同剪切率下的初態(tài)粘度曲線、粘度損失率曲線和穩(wěn)態(tài)粘度曲線,來確定上述非牛頓流體的介質參數(shù),并在設計改進方案時利用這些介質參數(shù)進行模擬建模,進而確定適合該流體酸奶的最佳生產(chǎn)工藝參數(shù),為降低初態(tài)粘度和平穩(wěn)粘度間的差異提供客觀數(shù)據(jù)依據(jù)。
設備與方法
設備
采集數(shù)據(jù)的關鍵是在線取樣設備和粘度測量設備,這里選用Rheomat 180粘度儀來連續(xù)獲得多個粘度值。
展開 fluent下使用非牛頓流體(轉載)
fluent下使用非牛頓流體
1、非牛頓流體:剪應力與剪切應變率之間滿足線性關系的流體稱為牛頓流體,而把不滿足線性關系的流體稱為非牛頓流體。
2、fluent中使用非牛頓流體
a、層流狀態(tài):直接在材料物性下設置材料的粘度,設置其為非牛頓流體。
b、湍流狀態(tài)
fluent在設置湍流模型后,會自動將材料的非牛頓流體性質直接改成了牛頓流體,因此需要做一些修改。最基本的方式有兩種:1、打開隱藏的湍流模型下非牛頓流體功能;2,直接利用UDF宏DEFINE_PROPERTY定義
3、打開隱藏的湍流模型下非牛頓流體功能
方法為:
(1) 在湍流模型中選擇標準的k-e模型;
(2) 在Fluent窗口輸入命令:define/models/viscous/turbulence-expert/turb-non-newtonian 然后回車。
(3) 輸入:y 然后回車。
4、利用DEFINE_PROPERTY宏
A:這是一個自定義材料的粘度程序如下,也許對你有幫助。
在記事本中編輯的,另存為“visosity1.c"
#include "udf.h"
DEFINE_PROPERTY(cell_viscosity, cell, thread)
{
real mu_lam;
real trial;
rate=CELL_STRAIN_RATE_MAG(cell, thread);
real temp=C_T(cell, thread);
mu_lam=1.e12;
{
if(rate>1.0e-4 && rate<1.e5)
trial=12830000.
展開 非牛頓流體管道運輸模擬及結構網(wǎng)格劃分 ¥10
非牛頓流體的管道運輸模擬,可以應用于水泥砂漿或者石油運輸,同步視頻請搜索
管道內非牛頓流體流動
參考資料:ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
算例說明
本案例介紹了管道內非牛頓流體流動過程。
計算域:管道長0.1m,直徑2.5mm
物質屬性:密度為1000kg/m3,粘度采用Power law,其中參數(shù)k=0,n=0.4
邊界條件:入口平均速度為2m/s
網(wǎng)格劃分
采用矩形網(wǎng)格,網(wǎng)格數(shù)量為16000
計算設置
本次計算為穩(wěn)態(tài)軸對稱流動。
物質屬性
計算物質的密度和粘性
邊界條件
設置入口流速,流速值有profile文件讀入
profile文件下載地址:https://pan.baidu.com/s/1ibZQTgwKEV-iOhqeMBAfEg 密碼: 88qz
設置出口為壓力出口邊界條件
壁面皆為無滑移邊界條件
計算結果
計算域速度云圖
計算域壓力云圖
計算值與實驗值對比
管道壓降數(shù)值對比圖表
參考文獻
W.F. Hughes and J.A. Brighton. Schaum's Outline of Theory and Problems of Fluid Dynamics. McGraw-Hill Book Co., Inc., New York, NY. 1991.
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非牛頓流體
牛頓于1687年提出,水在作一維剪切流動時,其剪應力與剪應變率成正比關系。后來發(fā)現(xiàn),只有水和空氣等流體才滿足這種剪應力與剪應變率的線性關系,它們也因此被稱為牛頓流體。生活和生產(chǎn)中的大多數(shù)流體屬于非牛頓流體,它們在作一維剪切流動時,其剪應力與剪應變率之間呈非線性關系。
血液、果漿、蛋清、奶油等這些非常黏稠的液體都是非牛頓流體;牙膏、石油、泥漿、油漆、各種聚合物(聚乙烯、尼龍、滌綸、橡膠溶液等)也都是非牛頓流體。通常,這些物質也稱為軟物質。
射流脹大效應
當水從自來水管中流出時,水流的直徑與管子的直徑基本相當。如果非牛頓流體被迫從一個大容器流進一根細管子,再從這根細管流出(擠出)時,射流束的直徑就會比細管大得多,兩者之比甚至會超過10,這種現(xiàn)象叫做射流脹大效應。
射流脹大效應對于聚合物生產(chǎn)具有很重要的意義。當塑料熔液(一種非牛頓流體)從一個矩形截面的管口流出時,由于脹大效應,矩形管口長邊處的塑料熔液的脹大比短邊處更加顯著,而在矩形管口長邊的中央脹得最大,結果從矩形管口擠出的塑料產(chǎn)品變成了橢圓形。因此,如果要求塑料產(chǎn)品是矩形截面,就必須把擠出管的管口做成向內凹的雙曲型,這樣,經(jīng)過脹大最終才能形成矩形截面的產(chǎn)品。
射流脹大效應在日常生活中隨處可見,擠牙膏就是一例。
爬桿效應
非牛頓流體的黏彈性使得它在旋轉時也表現(xiàn)出與一般牛頓流體不同之處。在一有黏彈性流體(非牛頓流體的一種)的燒杯里,旋轉實驗桿,黏彈性流體會向杯中心運動,并沿桿向上爬,液面變成凸形,甚至在實驗桿的旋轉速度很低時,也可以觀察到這一現(xiàn)象,這一現(xiàn)象叫爬桿效應。
大飯店做點心時,要用攪拌機和面粉。中間那根攪拌桿四周的濕面粉(也是一種非牛頓流體)也會聚集在桿的周圍,產(chǎn)生爬桿效應。
化工生產(chǎn)中常要將兩種或多種非牛頓流體混合,因此,在設計混合器時,必須考慮爬桿效應的影響。
展開 ”十三五“流體力學學科重點發(fā)展戰(zhàn)略
發(fā)展航行體高速入水沖擊和帶空泡航行的流體動力特性與姿態(tài)控制的實驗技術和精細數(shù)值模擬方法,突破入水沖擊載荷預示技術,建立航行體高速入水空泡演化模型和作用于航行體的水動力載荷模型,把握航行體高速入水非控段航行的水動力學特征和運動姿態(tài)。
建立破碎波、液艙晃蕩、甲板上浪和入水砰擊等強非線性自由表面水動力學機理及流固耦合分析方法。
5、非牛頓流體的流動與傳熱傳質
在自然界和工程技術界,存在著許多非牛頓流體,它們種類繁多,形態(tài)各異,也常被稱為復雜流體。同時,隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展,如今某些原本被認為是牛頓流體的介質在精細觀測或特殊情況下也被發(fā)現(xiàn)存在非牛頓流體的特性。非牛頓流體的力學問題普遍存在于與國民經(jīng)濟發(fā)展和日常生活密切相關的各個領域,不僅影響工業(yè)領域的生產(chǎn)過程、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量,而且也影響生物醫(yī)學領域的器械研制、疾病診斷和治療。
主要發(fā)展方向和研究內容為:
非牛頓流體的流動穩(wěn)定性研究,探討界面失穩(wěn)、彈性湍流的物理機制以及泥石流和雪崩等重大自然災害的觸變性流體特征,研究航天發(fā)動機中非牛頓凝膠推進劑霧化過程中的關鍵科學問題。
非牛頓流體新型本構關系模型的研究,深化分數(shù)階微積分在黏彈性流體力學中的應用。
研究生理、病理以及臨床治療中的非牛頓流體力學問題,弄清非牛頓效應對生物流體的復雜流動和傳熱傳質的影響。
研究納米非牛頓流體、智能流體的流動和傳熱傳質問題,以及微系統(tǒng)、3D 打印和聚合物材料加工過程中的非牛頓流體力學問題。
非牛頓流體的浸潤、流動減阻和熱對流的研究,進一步加強非牛頓流體力學在能源領域的應用研究。
6、流場測量新技術和先進分析方法
湍流的實驗研究是驗證理論和數(shù)值模擬結果、揭示新物理現(xiàn)象的重要手段。從實驗研究發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢來看,流場診斷新技術和先進分析方法是兩個重要的發(fā)展方向。
展開 
FLUENT基本概念與常見問題匯總(一)
2、牛頓流體和非牛頓流體
日常生活和工程實踐中最常遇到的流體其切應力與剪切變形速率符合線性關系, 稱為牛頓流體。而切應力與變形速率不成線性關系者稱為非牛頓流體。非牛頓流體中又因其切應力與變形速率關系特點分為膨脹性流體,擬塑性流體,具有屈服應力的理想賓厄流體和塑性流體等。通常油脂、油漆、牛奶、牙音、血液、泥漿等均為非牛頓流體。非牛頓流體的研究在化纖、塑料、石油、化工、食品及很多輕工業(yè)中有著廣泛的應用。對于有些非牛頓流體,其粘滯特性具有時間效應,即剪切應力不僅與變形速率有關而且與作用時間有關。當變形速率保持常量,切應力隨時間增大,這種非牛頓流體稱為震凝性流體。當變形速率保持常量而切應力隨時間減小的非牛頓流體則稱為觸變性流體。
3、可壓縮流體和不可壓縮流體
在流體的運動過程中,由于壓力、溫度等因素的改變,流體質點的體積(或密度,因質點的質量一定),或多或少有所改變。流體質點的體積或密度在受到一定壓力差或溫度差的條件下可以改變的這個性質稱為壓縮性。真實流體都是可以壓縮的。它的壓縮程度依賴于流體的性質及外界的條件。例如水在100個大氣壓下,容積縮小0.5%,溫度從20℃變化到100℃,容積降低4%。因此在一股情況下液體可以近似地看成不可壓的。但是在某些特姝問題屮,例如水中爆炸或水擊等問題,則必須把液體看作是可壓縮的。氣體的壓縮性比液體大得多,所以在一般情形下應該當作可壓縮流體處理。但是如果壓力差較小,運動速度較小,并且沒有很大的溫度差,則實際上氣體所產(chǎn)生的體積變化也不大。此時,也可以近似地將氣體視為不可積縮的。
在可壓縮流體的連續(xù)方程中含密度,因而可把密度視為連續(xù)方程中的獨立變量進行求解, 再根據(jù)氣體的狀態(tài)方程求出壓力。不可壓流體的壓力場是通過連續(xù)方程間接規(guī)定的。由干沒有直接求解壓力的方程,不可壓流體的流動方程的求解具有其特殊的困難。
展開 非牛頓流體多相流模擬
如下論文,雙歐拉模型
高分子材料流變學簡介-流體
流體的分類
根據(jù)流動和變形形式不同,將流體分為牛頓流體和非牛頓流體。牛頓流體遵循牛頓流動法則,非牛頓流體不遵循該法則。在高分子液體范疇內,可以粗略地把非牛頓流體分為純粘性流體、粘彈性流體、有時間依賴性的流體等。大多數(shù)高分子熔體、高分子溶液是非線性粘彈性流體。觸變性流體、震凝性流體則屬于流動性質有時間依賴性的體系。
牛頓流體
實驗證明,純液體和多數(shù)低分子溶液在層流條件下的剪切應力 τ 與剪切速率γ成正比,下式為牛頓粘性定律,遵循該法則的液體為牛頓流體。
根據(jù)公式可知牛頓液體的剪切速率與剪切應力τ 之間呈直線關系,且直線經(jīng)過原點。這時直線的斜率表示粘度,粘度與剪切速度無關,只要溫度一定,粘度就一定。
塑性流體
塑性流體(Bingham塑性體)的流動曲線不經(jīng)過原點,在剪切應力τ軸上的某處有交點,將曲線外延至0,在τ軸上某一點可以屈服值(yield value)。當剪切應力達不到屈服值以上時,液體在剪切應力作用下不發(fā)生流動,而表現(xiàn)為彈性變形。當剪切應力增加至屈服值時,液體開始流動,剪切速率和剪切應力τ呈直線關系。液體的這種變形稱為塑性流動(plastic flow)。引起液體流動的最低剪切應力為屈服值τ0。
有些Bingham塑性體,在外應力超過屈服應力開始流動后,流動規(guī)律遵循牛頓粘度定律,被稱為普通Bingham流體。其粘度被稱為塑性粘度。另一些Bingham塑性體,一旦開始流動后,流動行為并不遵循牛頓粘度定律,其剪切粘度隨剪切速率發(fā)生變化,被稱為非線性Bingham流體。
牙膏、油漆是典型的塑性流體。牙膏的特點是不擠不流,只有外力大到足以克服屈服應力時,才開始流出。油漆在涂刷過程中,要求涂刷使粘度要小,停止涂刷時要不出現(xiàn)流掛,因此要求其屈服應力足夠大到可以克服重力對流動的影響。
展開 高分子材料的流變特性簡介
關于高分子液體非線性黏彈性的另一個重要組成部分──彈性效應,其表現(xiàn)更為多樣,原理也更為復雜。高分子液體的彈性效應可以用一些特定的物理量來定量描述,比如擠出脹大比、口型出口壓力降、入口壓力降、法向應力差、拉伸黏度等。此外,高分子熔體流動不穩(wěn)定性也主要與熔體彈性效應密切相關,比如毛細管擠出過程中的入口壓力振蕩或毛細管壓力振蕩、擠出物表面畸變等。
高分子材料的剪切變稀
高分子液體的黏度和牛頓流體黏度不同,是隨著剪切速率而變化的,稱作 非牛頓流體,又可以分為賓漢塑性體、假塑性流體和脹流性流體等。大多數(shù)的高分子液體屬于假塑性流體。在發(fā)生剪切變稀之前,剪切黏度為常數(shù),稱為零剪切黏度。零剪切黏度是高分子材料的一個很重要的常數(shù),與材料的平均分子量相關聯(lián),并且由零切黏度可以求得材料的黏流活化能。一般情況下,鏈柔順性越好,黏流活化能越小,高分子黏度變化對于溫度的敏感性越小,對于剪切的敏感性越高,如PE、POM等材料均屬于此類材料。零切黏度常常難以由實驗得到,特別是毛細管流變儀通常很難測得很低的剪切速率。此時,可以通過轉子流變儀來測試。假塑性流體除了具有一個重要參數(shù)──零切黏度值以外,其黏度曲線上由牛頓區(qū)轉入非線性牛頓區(qū)的臨界剪切速率值也非常重要。此臨界值反應了高分子液體的兩個性質:非牛頓性強弱以及松弛時間長短。關于非牛頓流動區(qū)內剪切變稀現(xiàn)象的解釋,有不同的理論,比如高分子構象改變說和類橡膠液體理論。簡言之,是高分子構象的改變(取向)或解纏結導致高剪切下流動時黏度的下降。
毛細管流變儀測試高分子材料的剪切黏度
前面已經(jīng)提到,毛細管流變儀是測試高分子材料剪切黏度的有力手段。在蘇州誠模精密科技有限公司的材料實驗室內,毛細管流變測試已成為表征材料流動性的最常用手段。毛細管流變儀可以測定不同剪切速率和溫度下塑料黏度的變化,可以得到在接近塑料射出成型的溫度和剪切速率下,塑料熔體的流動性能。
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