牛顿型流体是指那些其流动行为可以用牛顿粘性定律描述的流体,而非牛顿型流体则是不遵循牛顿粘性定律的流体。
牛顿型流体是一类经典的流体,其最重要的特性是粘度不随剪切速率的变化而变化。牛顿粘性定律指出,流体的剪切应力(τ)与剪切速率(du/dy)成正比,即τ = μ(du/dy),其中μ是流体的粘度。这意味着在牛顿型流体中,粘度是一个常数,不随剪切速率的变化而变化。水、空气和大多数植物油都是牛顿型流体的例子。
非牛顿型流体则不符合牛顿粘性定律。它们的粘度会随着剪切速率、温度、压力或其它因素的变化而变化。根据粘度随剪切速率变化的不同方式,非牛顿型流体可以分为以下几种类型:
假塑性流体:粘度随剪切速率增加而减小,例如某些油漆和牛奶。
塑性流体:在低剪切速率下表现出粘弹性,而在高剪切速率下表现出牛顿流体的特性,例如番茄酱和某些类型的泥浆。
稠度递增流体:粘度随剪切速率的增加而增加,这类流体在工业中较为少见。
触变性流体:粘度随时间的延长而增加,如某些类型的油漆和胶水。
非牛顿型流体的这些特性对于工程和工业应用非常重要,因为它们的行为难以用简单的公式来描述,需要通过实验来确定。
1. 非牛顿型流体的研究对于流体力学、生物医学工程和材料科学等领域具有重要意义。
2. 在食品工业中,了解不同流体的特性可以帮助设计更有效的加工和包装过程。
3. 在药物输送领域,非牛顿型流体的研究有助于开发新型的药物递送系统。