非牛顿流体怎么做(非牛顿流体的应用)
非牛顿流体怎么做,非牛顿流体的应用相信很多小伙伴还不知道,现在让我们一起来看看吧!
1、如果非牛顿流体被迫从一个大容器,流进一根毛细管,再从毛细管流出时,可发现射流的直径比毛细管的直径大。
2、射流的直径与毛细管直径之比,称为模片胀大率(或称为挤出物胀大比)。
3、对牛顿流体,它依赖于雷诺数,其值约在0.88~1.12之间。
4、而对于高分子熔体或浓溶液,其值大得多,甚至可超过10。
5、一般来说,模片胀大率是流动速率与毛细管长度的函数。
6、模片胀大现象,在口模设计中十分重要。
7、聚合物熔体从一根矩形截面的管口流出时,管截面长边处的胀大,比短边处的胀大更加显著。
8、尤其在管截面的长边中央胀得最大。
9、因此,如果要求生产出的产品的截面是矩形的,口模的形状就不能是矩形,而必须是四边中间都凹进去的形状。
10、这种射流胀大现象,也叫Barus效应,或Merrington效应。
11、 1944年Weissenberg在英国伦敦帝国学院,公开表演了一个有趣的实验:在一只有黏弹性流体(非牛顿流体的一种)的烧杯里,旋转实验杆。
12、对于牛顿流体,由于离心力的作用,液面将呈凹形;而对于黏弹性流体,却向杯中心流动,并沿杆向上爬,液面变成凸形,甚至在实验杆旋转速度很低时,也可以观察到这一现象。
13、爬杆效应也称为Weissenberg效应。
14、在设计混合器时,必须考虑爬杆效应的影响。
15、同样,在设计非牛顿流体的输运泵时,也应考虑和利用这一效应。
16、 非牛顿流体显示出的另一奇妙性质,是湍流减阻。
17、人们观察到,如果在牛顿流体中加入少量聚合物,则在给定的速率下,可以看到显著的压差降。
18、湍流一直是困扰理论物理和流体力学界未解决的难题。
19、然而在牛顿流体中加入少量高聚物添加剂,却出现了减阻效应。
20、有人报告:在加入高聚物添加剂后,测得猝发周期加大了,认为是高分子链的作用。
21、减阻效应也称为Toms效应,虽然其道理尚未弄得很清楚,却己有不错的应用。
22、在消防水中添加少量聚乙烯氧化物,可使消防车龙头喷出的水的扬程提高一倍以上。
23、应用高聚物添加剂,还能改善气蚀发生过程及其破坏作用。
24、非牛顿流体除具有以上几种有趣的性质外,还有其他一些受到人们重视的奇妙特性,如拔丝性(能拉伸成极细的细丝,可见“春蚕到死丝方尽”一文),剪切变稀(可见“腱鞘囊肿治愈记”一文),连滴效应(其自由射流形成的小滴之间有液流小杆相连),液流反弹等。
25、由于非牛顿流体涉及许多工业生产部门的工艺、设备、效率和产品质量,也涉及人本身的生活和健康,所以越来越受到科学工作者的重视。
26、1996年8月在日本京都国际会议中心,召开的第19届国际理论与应用力学大会(IUTAM)上,非牛顿流体流动是大会的6个重点主题之一,也是流体力学方面参与最踊跃的主题。
27、Grochet邀请报告的观点是,高分子溶液和熔体的特性远异于牛顿流体,并认为对这些异常特性的研究,都是带有挑战性的课题。
28、(原刊登于《物理教学》2002年24卷3期)。
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