一种奇特物质-非牛顿流体简绍

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非牛顿流体

日常生活中不乏非牛顿流体,例如人体内的血液,制作面食时混合的面粉,建筑中使用的泥浆,以及油漆等物质。这些物质普遍具有较高的粘稠度,在受到外力作用时会表现出类似固体的特性,难以迅速发生形变,同时又具备一定的流动性。接下来kaiyun全站登录网页入口,首先让我们来探讨一下非牛顿流体的本质是什么。某些流体的黏稠度不遵循牛顿定律,它们的黏度会随剪切率改变而改变。生活中存在多种此类流体开yun体育app官网网页登录入口,比如血液、淋巴液以及细胞质等。

血液

非牛顿流体有何特性呢?此类流体存在剪切稀化现象,即在外力影响下,其粘度会减小,流动变得更容易。而当外力消失时,粘度会增大,流动变得更为困难。此外,非牛顿流体还表现出随应变增强的特点,具体来说,在持续承受外部作用力的情况下,其内部粘稠度会逐步增加,流动能力会相应降低,最终稳定在一个新的平衡水平上。

在非牛顿流体上快速跑动人不会陷进去

下面通过一个小实验来体验一下非牛顿流体的奇妙特性。先准备一杯非牛顿流体,再取一根筷子,将其垂直地放入流体里,这时会观察到,流体在筷子上形成了一个鼓起的球状。然后,慢慢转动筷子,你会发现,流体在筷子上的那个鼓包也会跟着转动起来。这种流体材料的独特性在于,它拥有显著的变通能力,可以针对周围条件的改变采取相应的应对措施。

非牛顿流体涵盖了多种类型,比如假塑性流体、胀塑性流体、宾汉流体以及塑性流体。假塑性流体具有一个特点,即剪应力与剪切应变率之间存在线性联系,不过随着剪应力的增强,剪切应变率会慢慢降低。这种流体的实例有血液在体内的流动、油墨在印刷过程中的表现等。

油墨

具有延展特性的流体:其剪切力与形变速率之间存在正比关联,且形变速率会随剪切力的增强而持续增长。诸如聚合物胶体、生粉糊状物等即为此类物质。

高分子溶液

宾汉流体:当施加的剪切力达到某个程度,它呈现出类似固体的特性,其形变率非常小;一旦剪切力继续增大并突破某个阈值,它又会转变为类似水的流动状态。像牙膏、洗洁精这类物质就属于此类流体。

洗涤剂

塑性流体,在一定剪切力作用下,会显现出塑性特征;一旦剪切力超过某个限度,它便展现出非牛顿流体的特性,其剪切形变速率会伴随剪切力的增强而逐步提升,比如泥浆、棉浆这类物质。

泥浆

淀粉糊、鱼浆、乳制品这类非牛顿流体,常用于食品加工作业和产品制造环节。在医药领域kaiyun.ccm,这类流体也大量用于配制注射液、输送药液以及涂抹皮肤药膏。不仅如此,石油行业的钻井液和采掘液,同样必须关注到非牛顿流体的相关性质。

化学工业领域,非牛顿流体常用于高分子材料、涂料、胶黏剂等产品的制造和加工环节。油漆涂料行业,墙漆、木器漆、油漆等也大量应用非牛顿流体。

另外,非牛顿流体在纸浆生产、纺织制造、医疗生物、土地物理、地质探测等方面用途很广。

必须留意的是,非牛顿流体的物理性质会受到环境温度、外部压力、内部摩擦强度等要素的作用,所以针对不同的使用环境,必须将上述因素对非牛顿流体行为特征的作用纳入考量范围。

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