基礎知識

牛頓流體和非牛頓流體

2019年04月24日

牛頓流體（Newtonian Fluid）和非牛頓流體（non‐Newtonian Fluid）

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下式的線性關系，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。圖2‐1（a）中繪出了切應力與變形速率的關系曲線。其中符合上式的線性關系者為牛頓流體。其他為非牛頓流體，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（Dilalant），擬塑性流體（Pseudoplastic），具有屈服應力的理想賓厄流體（Ideal Bingham Fluid）和塑性流體（Plastic Fluid）等。通常油脂、油漆、牛奶、牙膏、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、食品及很多輕工業中有著廣泛的應用。圖2‐1（b）還顯示出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（Rheopectic Fluid）。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（ThixotropicFluid）。

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