pg下载官方认证 神奇的非牛顿流体特性及其广泛应用

01非牛顿流体的定义

非牛顿流体，是一种流体，它独具特色且广泛涵盖在内，这个名词描绘的那群流体很特别，它们并没有遵循牛顿黏性那个得以实施从而形成相关定律展现情境，就是剪应力跟剪切应变率双方之间并未具备线状的相关联系，这类流体无论是在日常生活情形之中，还是历经工业生产阶段过程以及存在于大自然世界里面都具有广泛现身机会象什么呢，如像有存于我们人体之内能够被称作其的那群血液，还有淋巴液，包括囊液这样子呈现自身一定特性的体液群体呢，另外甚至还有处于细胞质领域范围归为此范畴类别的半流体物质 。

02非牛顿流体的实例

生活里、生产中以及大自然当中，非牛顿流体到处都有。人体内的血液、淋巴液、囊液这般的体液，还有细胞质这种半流体物质，都被归到非牛顿流体这一类里。另外，像聚乙烯、聚丙烯酰胺等高分子聚合物的浓溶液和悬浮液，同样属于这个范围。

把石油、泥浆、水煤浆、陶瓷浆、纸浆、油漆、油墨、牙膏等物质，还有家蚕丝再生溶液、钻井用的洗井液和完井液等，在工业领域都定义成非牛顿流体。同时，泥石流、地幔等一些自然现象，也呈现出非牛顿流体的特性。

此外，食品工业里的番茄汁，以及那种淀粉液，还有蛋清以及苹果浆等，另外还有各般糜状食品物料，像炼乳，还有琼脂以及米粉团等，也全都是属于非牛顿流体的范畴。

03非牛顿流体的特性

射流胀大

射流胀大，也就是被称作Barus效应，或者Merrington效应的那种情况，这是只有非牛顿流体才具备的特性呀。当这类流体被强制从大容器经过毛细管往外流出的时候，咱们能够观察到，流出来的射流的直径比毛细管自身的直径还要大呢。在这个现象里的，那射流直径和毛细管直径二者的比值，它被叫做模片胀大率，或者挤出物胀大比呀。对于牛顿流体来讲，这个比值一般是处于0.88到1.12之间呗。可是哟，并对于那种高分子熔体，亦或者浓溶液来说，这个比值可就得高出好多好多，甚至有可能超过10呢。就通常情况而言，模片胀大率是跟流动速率紧密有关系的，并且还和毛细管长度有着极大关系。这种模片胀大的现象在口模设计这个范畴里面关键程度非常高。比如说，处于聚合物熔体从矩形截面管口往外流出的状况下，管截面长边那里的胀大程度会远比短边高出许多pg下载网站麻将胡了，特别是在管截面长边的中央那个部分胀大最为突出。所以，为了能够制造出截面是矩形的产品，口模的形状就不可以是单纯的矩形，而是一定要设计成四边中间全都是略微凹进去的那种形状。

爬杆效应

我们在探讨非牛顿流体特性期间，将会遭遇到另外一个饶有趣味的现象，也就是爬杆效应，它又被称作Weissenberg效应。此效应显示，当非牛顿流体于流动进程中碰到圆柱形障碍物时，流体好像会被障碍物“吸引”，进而沿着其表面向上攀升。这一现象跟牛顿流体的行为大不一样，牛顿流体在碰到类似障碍物时仅仅会沿直线流动。爬杆效应的存在，不但影响着我们对于流体流动的认知，还为流体在工业生产里的应用提供了全新的思路。举例来讲，于制作油漆以及涂料等产品之际，可以借助这一效应去改良产品的涂装性能。与此同时，在生物医学范畴，爬杆效应也给研究细胞和组织的运动弄出了新的视角 。

1944年 ，于英国伦敦帝国学院 ，Weissenberg开展了一场极具引人入胜特质的实验 。他朝着一个装有作为非牛顿流体其中一种的黏弹性流体的烧杯之内旋转实验杆 ，观察到了饶有趣味的现象 。针对牛顿流体来讲 ，在离心力发挥作用的状况下 ，液面会形成凹形 。可是 ，黏弹性流体呈现出完完全全不一样的行为 ，它们朝着杯中心汇聚 ，并且顺着实验杆以往上的态势爬升 ，致使液面变得凸起 。让人感到惊讶的是 ，就算是在实验杆旋转速度比较缓慢的情境下 ，这一现象依旧清晰能够见到 。不仅仅是在实验当中爬杆效应呈现出了它自身的独特之处，它还为混合器以及非牛顿流体输运泵的设计给予了关键的启发。在混合器设计这个状况下，我们一定要全面地考量爬杆效应所带来的那种影响；而在输运泵设计这一方面，就能够借助这一效应去优化性能。

无管虹吸

以下是改写后的内容： 在虹吸实验里，当下牛顿流体一旦被虹吸管给提离液面，虹吸就会马上停止。然而，对于高分子液体，像聚异丁烯的汽油溶液、百分之一的POX水溶液，还有聚醣在水中的轻微凝肢体系等而言，却能够轻易地展示出无管虹吸现象。在缓缓把管子从容器中往上提的进程中，哪怕管子现已脱离掉液体，可液体依旧不间断地从杯中向外抽出，并且流入到管内。更简短简洁地说，乃至不需要把虹吸管给用上，仅仅是将装满了这些液体的烧杯稍微地倾斜一下，让液体流淌出来，这个过程就会接连不断，一直到杯中液体流尽为止。这种无管虹吸的特性，正是合成纤维具有可纺性的关键所在。

湍流减阻

非牛顿流体呀，还呈现出另外一种让人十分称奇的特性，那就是湍流减阻，也就是所谓的Toms效应了。经过研究发现，要是在牛顿流体里面掺入少量的聚合物，那么就能观察到，在相同的流速情况下，出现显著的压差有所降低的情况。虽然说湍流一直以来都被看作就是理论物理以及流体力学领域的难题，然而往里面加入高聚物添加剂之后，却带来了出人意料的减阻效果的出现。有报告曾经指出，加入高聚物之后，水流猝发现象的周期有了一定的延长，这种状况呢或许和高分子链的作用是有关系的。虽然湍流减阻背后的机理还没有完全被揭示出来pg下载官方认证，可是呢，它在实际应用方面已经取得了明显的成效了。举例来说pg下载，于消防水之中添加少许聚乙烯氧化物，可极为明显地提升消防车龙头喷水时的高度。除此之外，高聚物添加剂能够对气蚀现象以及其破坏作用予以改善 。

其他特性

非牛顿流体不但呈现出上述那几种吸引人的性质，而且拥有好多其他使人着迷的特性，比如说，它们展现出拔丝性，能被拉伸成极细的细丝，就跟“春蚕到死丝方尽”这篇文档里所描绘的情形相似，另外，这类流体还有剪切变稀的特性，以及连滴效应和液流反弹等特性，致使它们于物理和工程领域里有着广泛的应用价值。

钻研非牛顿流体丰富多彩的特性，我们会发觉其奇妙独特之处，这些流体不但有令人称奇的拉伸特性即可轻松伸长变细丝模样，剪切形变而变稀以及液滴连接效应还有液流反弹等多样特性，这些致使非牛顿流体在物理范畴和工程方面得以广泛运用，给我们生活带来众多便利与美好惊奇。