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牛頓液體和非牛頓液體的表述

來源:上海右一儀器有限公司   2020年11月20日 09:58  

有關(guān)于牛頓液體和非牛頓液體的表述很多,其實嚴(yán)格地講,并沒有的牛頓液體的存在,值也是相對的,但為了在某個特定的環(huán)境和條件下能夠?qū)芏嗔黧w的把握,才導(dǎo)出這些概念,下面先對這些概念做個描述:液體有牛頓液體和非牛頓液體之分。牛頓液體的粘度只和溫度有關(guān),隨溫度升高而降低。非牛頓液體的粘度除了與溫度有關(guān)外,還與剪切速率、時間有關(guān),并有剪切變稀或剪切變稠的變化。純液體和低分子物質(zhì)的溶液屬于牛頓液體;而大多數(shù)液體,如高分子溶液、膠體溶液、乳劑、混懸劑、軟膏以及固-液的不均勻體系的流體都是非牛頓液體。沒有數(shù)據(jù)處理功能的普通數(shù)顯粘度計測得的都是某一點(在某一特定溫度、時間剪切速率下)的粘度值,如果被測試樣是牛頓液體,那么在恒定的溫度下粘度值是不變的,某一點的數(shù)值即代表了該液體的粘度。但是如果測量的是粘度隨轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子、時間的不同而不同的非牛頓液體,要得到一個準(zhǔn)確的數(shù)值就困難的多了。普通粘度計可測牛頓液體,但對非牛頓液體就力不從心了。因為普通粘度計在測試非牛頓液體時,粘度數(shù)據(jù)是時時變化的,很難得到一個準(zhǔn)確的數(shù)值。

實驗室測定粘度的原理一般大都是由斯托克斯公式和泊肅葉公式導(dǎo)出有關(guān)粘滯系數(shù)的表達(dá)式,求得粘滯系數(shù)。粘度的大小取決于液體的性質(zhì)與溫度,溫度升高,粘度將迅速減小。因此,要測定粘度,準(zhǔn)確地控制溫度才有意義。粘度參數(shù)的測定,對于預(yù)測產(chǎn)品過程的工藝控制、輸送性以及產(chǎn)品在使用時的操作性,具有重要的指導(dǎo)價值,在印刷、醫(yī)藥、石油、汽車等諸多有著重要的意義。 1845年,英國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家斯托克斯G. G. Stokes, 1819-1903)和法國的納維C.L.M.H. Navier)等人分別推導(dǎo)出粘滯流體力學(xué)中基本的方程組,即納維-斯托克斯方程,莫定了傳統(tǒng)流體力學(xué)的基礎(chǔ)。1851年,斯托克斯推導(dǎo)出固體球體在粘性介質(zhì)中作緩慢運動時所受的阻力的計算公式,得出在重力的作用下,陰力與流速、粘滯系數(shù)成比例,即關(guān)于阻力的斯托克斯公式納維-斯托克斯方程是數(shù)學(xué)中難解的非線性方程中的一類,尋求它的解是非常困難的事直至今天,大約也只有70多個解,只有大約一百多個特解被解出來,是復(fù)雜的、尚未被解決的數(shù)學(xué)難題之一

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