液体黏度随剪切应力增加不变的流动称为什么

Question

液体黏度随剪切应力增加不变的流动称为什么

Answer 1

流体在受到外部剪切力作用时发生变形(流动)．接内部相应要产生对变形的抵抗，并以内摩擦的形式表现出来。所有流体在有相对运动时都要产生内摩擦力，这是流体的一种固有物理属性，称为流体的粘滞性或粘性。牛顿内摩擦定律或牛顿剪切定律对流体的粘性作了理论描述，即流体层之间单位面积的内摩擦力或剪切应力与速度梯度或剪切速率成正比。用公式表示如下：
τ=μ(dvx/dy)= μγ
上式又称为牛顿剪切应力公式，式中的比例系数μ就是代表流体粘滞性的物理量，反映了流体内摩擦力的大小，称为流体的动力粘性系数或粘度。流体的粘度与温度有密切的关系。液体的粘度随着温度升高而下降，而气体的粘度则随着温度的升高而升高。在物理意义上，牛顿剪切应力公式表明有一大类流体，它们的剪切应力与速度梯度呈线性关系。这类流体被称为牛顿流体。另一方面，如果上式的函数关系是非线性的，所描述的流体就被称为非牛顿流体。 ．
为了方便描述非牛顿型流体，人们提出了广义的牛顿剪切应力公式：
τ=η(dvx/dy)= ηγ
系数η同样反映流体的内摩擦特性，常常称为广义的牛顿粘度。对牛顿型流体，η当然就是粘度 ，属于流体的特性参数。对非牛顿型流体，问题就变得复杂起来，η不再是常数，它不仅与流体的物理性质有关，而且还与受到的剪切应力和剪切速率有关，即流体的流动情况要改变其内摩擦特性。人们提出了几个描述非牛顿型流体内摩擦特性的流变方程模型。如Ostwald—dewaele的幂律模型，Ellis模型，Carreau模型，Bingham模型等。其中幂律模型最为常用。幂律模型认为，非牛顿型流体的粘度函数是速度梯度或剪切速率绝对值的一个指数函数，其表达式为:
1. τ=K(dvx/dy)n= Kγn
或者
2. η=K(dvx/dy)n= Kγn-1
式中，K为稠度系数，N·S”/m ； 为流体特性指数，无因次，表示与牛顿流体偏离的程度。
由2式可见：
① 当n=1时，η=K，即K 具有粘度的因次．此时流体为牛顿流体，可用以检查所得结果正
确与否；
② 当ηl时，为膨胀塑性或剪切增稠流体；
④ 1式从使用观点看，仅有两参数，因此被广泛应用，工业上80%以上的非牛顿流体均可用此模型计算。