非牛顿流体的流动非牛顿流体的流动 一、一、非牛顿流体的基本特性与类型非牛顿流体的基本特性与类型非牛顿流体在层流流动时不服从牛顿粘性定律的流体 1、定态流动时的粘度 非牛顿流体的粘度 （1） 假塑性假塑性 在剪切率范围内，随剪切率增高，粘度下 降，又称为剪切稀化现象（多数非牛顿流体） （2） 涨塑性涨塑性 在某一剪切率范围内表现出剪切增稠现象， 度随剪切率增大而升高（少数浓悬浮体）（3）塑性）塑性 只有当施加的剪应力大于某一临界值之后才开 始流动的力学特征，该临界值称为屈服压力 （含固体量较多的悬浮体） 2、依时性、依时性 指非牛顿流体受力产生的剪切率 与剪切力的作用时间 有关 （1） 触变性当一定的剪应力所作用的时间足够长后， 剪切率增大，粘度减小直至达到定态的平衡 值的行为。 例：圆珠笔油，涂料等人为制成具有触变性， 涂写方便，静止不流（2）震凝性粘度随剪切力作用时间延长而增大的行为。 （3）粘弹性液体不但有粘性，正常还表现为明显的弹性 例：例：天然蛋白，合成高分子液体 粘弹性表现为： i 爬杆效应 ii 挤出胀大 iii 无管虹吸 二、非牛顿流体的层流流动二、非牛顿流体的层流流动 1、定态层流流动的本构方程、定态层流流动的本构方程 本构方程描述剪应力与剪切率之间的关系方程 （1）牛顿流体的本构方程牛顿粘性定律 （2）非牛顿流体的本构方程 屈服压力 宾汉粘度 宾汉流体 塑性流体 2、幂律流体管内层流流动时的阻力损失、幂律流体管内层流流动时的阻力损失 管内的剪应力分布与流体性质无关（3）幂律流体管内流动阻力）幂律流体管内流动阻力 （4）幂律流体）幂律流体ReMR（2）幂律流体管内平均流速与最大流速之比）幂律流体管内平均流速与最大流速之比 ReMR：非牛顿流体的广义雷诺准数三、非牛顿流体的湍流流动与减阻现象三、非牛顿流体的湍流流动与减阻现象1、幂律流体管内湍流的流动阻力 2、湍流减阻、湍流减阻 （1） 减阻现象减阻现象 加入微量高分子物后的稀溶液在湍流流动时 阻力明显降低的现象。（2）减阻效果）减阻效果 （3）减阻影响因素）减阻影响因素 管径，高分子物的种类，浓度，Re值 f：范宁摩擦因子