非线性粘性非牛顿.ppt

非线性粘性非牛顿
第一页，共51页
假塑性：粘度随剪切速率的增大而下降的性质称为假塑性。
图5-2 流动时分散粒子的变化
静止时
流动时
定向
伸展
变形
分散
第二页，共51页
塑 性：流体流动存在一屈服应力，当应力  小于屈服应力时，流体不流动，只  发生应变，剪切速率为零。
如果用一转轴在液体中快速旋转，聚合物熔体或溶液与低分子液体的液面变化明显不同，低分子液体受到离心力的作用，中间部分液面下降，器壁处液化面上升，高分子
“爬杆”现象(韦森堡效应)
胀流性：粘度随剪切速率的增大而上升的性  质称为膨胀性。
第三页，共51页
静止时
牛顿流体
非牛顿流体
图3 爬杆现象
熔化或溶液受到向心力作用，液面在转轴处是上升的，在转动轴上形成相当厚的包轴层，这种现象称为“爬杆”现象。
第四页，共51页
A B
A B
甘油水溶液
聚丙烯酰***+甘油
图4 离心力与法向应力
挤出胀大(Barus effect)
熔体挤出模孔后，挤出物的截面积比模孔截面积大的现象。
第五页，共51页
聚合物熔体和溶液的流动不符合牛顿定律，它的粘度与剪切速率有关，并在流动中产生法向应力效应。这种流体被称为非牛顿流体，其流动特性称为非线性粘性。
对于牛顿体：
对于非牛顿体：
(指数定律) (1)
对牛顿体，n=1;对假塑性体,n<1；对膨胀体，n>1。(1)式还可用其他的形式表示：
2. 非牛顿流体的稳态剪切流动
第六页，共51页
微分粘度或真实粘度(c) 微分粘度或真实粘度(c)为通过A点的该曲线的切线斜率。 即：
表观粘度(a) 表观粘度a为直线OA的斜率。
第七页，共51页
3. Weissenberg-Rabinowithch校正
在圆管的层流中，对牛顿流体，有：
切线
牛顿流体
非牛顿流体
A
0
图5-5 非牛顿流体的粘度
(2)
(3)
(4)
第八页，共51页
对非牛顿流体，(2)式仍成立，但(3)和(4)式不成立。用毛细管粘度计测定非牛顿流体的粘度，提出一种校正的方法。
对于牛顿流体，管壁处的剪切速度：
对于非牛顿流体，上式为管壁处的表观剪切速率。
第九页，共51页
牛顿剪切速度与真实剪切速率的关系：
在以r表示的任意一点上，即当vz=vz(r)时,
积分后得：
(1)
(2)
(3)
第十页，共51页