牛頓流體與非牛頓流體：定義與區別

作者：中鼎閥門 時間：2024-12-07 10:22:07 閱讀：

牛頓流體是指在任一點上的剪應力與剪切變形速率呈線性關系的流體。了解牛頓或非牛頓流體特性會影響泵設備的尺寸和選擇。

我們的應用工程師和銷售團隊了解粘度會影響衛生、工業、水和廢水、紙漿和造紙以及組織應用的泵和尺寸。  

讓我們的專家澄清最常見的問題之一，即“牛頓流體和非牛頓流體之間有什么區別？”

所有流體都可以分為兩種基本類型，牛頓流體和非牛頓流體。

牛頓流體

牛頓流體是一種特殊的流體，其黏度隨剪切速率的變化而保持不變。這意味著，無論是低剪切速率還是高剪切速率下，牛頓流體的黏度都保持不變。

這種流體的名稱來自于英國科學家艾薩克·牛頓，他最早研究了流體的黏度和剪切力之間的關系。牛頓流體是一種理想化的模型，因為實際上很少有流體完全符合這個模型。

一些常見的牛頓流體包括水、空氣、甘油等。這些流體在常溫下的黏度都是固定的，并且隨著溫度的變化而有所改變。在牛頓流體中，剪切力與剪切速率之間的關系是線性的，這意味著它們遵循牛頓定律。

相比之下，非牛頓流體則具有更復雜的流動特性，其黏度隨剪切速率和剪切應力的變化而發生變化。例如，一些非牛頓流體包括膨脹的泡沫、塑性流體、粘彈性流體等。這些流體在工業和生物學等領域中有著廣泛的應用。

例子：

• 水

• 礦物油

• 汽油

• 酒精

非牛頓流體

非牛頓流體是一種黏度隨剪切速率和/或剪切應力變化的流體，這與牛頓流體不同。非牛頓流體通常可以分為以下幾類：

1. 塑性流體：這種流體具有一定的剛性，需要超過一定的應力或剪切速率才能流動，稱為流變點或屈服點。一旦超過了這個點，流體就會開始流動，并且其黏度會隨著剪切速率的增加而逐漸降低。例子包括泥漿、糨糊等。

2. 粘彈性流體：這種流體既具有粘性，又具有彈性。它們可以在受力后快速回復形態，例如某些聚合物溶液、血液等。粘彈性流體的黏度隨剪切速率增加而增加，但其彈性也會隨之增加。

3. 屈服型流體：這種流體在流動前需要克服一定的剪切應力，這個應力稱為屈服應力。一旦流動開始，黏度就會隨著剪切速率的增加而下降。例子包括某些涂料和化妝品。

4. 假塑性流體：這種流體類似于塑性流體，但不需要特定的屈服點。相反，它們在低剪切速率下具有高黏度，但隨著剪切速率的增加，其黏度會迅速降低。例子包括某些高分子物質。

非牛頓流體具有廣泛的應用，例如在食品、藥品、化妝品、油漆、涂料等工業中，都有著重要的應用價值。

此圖表顯示了粘度如何隨施加到流體的剪切量或應力的變化而變化。

• 流變性 - 流變性與膨脹性非常相似，因為當施加剪切時，粘度會增加。這里的區別在于粘度增加是時間相關的。例如：

• 石膏膏

• 奶油

• 觸變性 -具有觸變性的流體在施加剪切時粘度會降低。這也是一個時間相關的屬性。例如：
  

• 畫

• 化妝品

• 瀝青

• 膠水

該圖表顯示了隨著時間的推移施加到流體的剪切力的粘度如何變化。

為什么你需要知道區別？充分了解您正在傳輸、混合或泵送的流體的特性非常重要，因為粘度在確定和選擇設備時起著重要作用。了解它如何對剪切作出反應將幫助您正確確定和選擇它接觸的所有設備。