非牛顿流体

不满足牛顿黏性实验定律的流体
非牛顿流体(英语:non-Newtonian fluid)[1]是指不满足牛顿黏性定律的流体,即剪切应力与剪切应变率之间不是线性关系的流体。非牛顿流体广泛存在于自然界、工业生产和生活中,常见的非牛顿流体包括:绝大多数生物流体、石油化工流体等。[7]
牛顿流体剪切应力与剪切速率之间呈正比关系,比例常数是黏度。非牛顿流体的剪切应力不仅与剪切速率有关,还与许多其他因素有关,是复杂的函数关系,因此,不能定义非牛顿流体的恒定的粘度系数,需要两个或两个以上参数来描述非牛顿流体的粘稠特性。[8][9]可把非牛顿流体当作连续介质模型来研究。[10]为了实际得出流变参数,建立与完善不同类型流体的本构方程,进行管道设计,以及分析、控制非牛顿流体物性和力学性质,需要进行流变测量。[11][6]常见的测量仪器有毛细管黏度计、旋转黏度计、流变仪[12][13]
非牛顿流体在自然界和工程技术界非常普遍,在化学纤维工业、塑料工业、石油工业、轻工业、食品工业、生物医学工程等许多部门有广泛的的应用。[4]

研究历史

1687年,牛顿发表了以水为工作介质的一维剪切流动实验结果,得出了著名的牛顿粘性定律。[14]