非牛顿流体怎么做（非牛顿流体的应用）

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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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