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英文译名:Newtonian Fluid [[牛顿流体]]是指在受力后极易变形,且切应力与变形速率成正比的低粘性流体。凡不同于牛顿流体的都{{百科小图片|bkaiz.jpg|牛顿流体演示}}称为[[非牛顿流体]]。 牛顿内摩擦定律表达式:τ=μγ 式中:τ--所加的切应力; γ--剪切速率(流速梯度); μ--度量液体粘滞性大小的物理量,简称为黏度,[[物理]]意义是产生单位剪切速率所需要的剪切应力。 从流体力学的角度来说,凡是服从牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体,否则称为非牛顿流体。 所谓服从内摩擦定律是指在温度不变的条件下,随着流速梯度的变化,μ值始终保持一常数。 水、[[酒精]]等大多数纯液体、轻质油、低分子[[化合物]]溶液以及低速流动的气体等均为牛顿流体;高分子聚合物的浓溶液和[[悬浮液]]等一般为非牛顿流体。 ==具体内容== 任一点上的剪应力都同剪切变形速率呈线性函数关系的流体。最简单的牛顿流体流动是二无限平板以相对速度U相互平行运动时,两板间粘性流体的低速定常剪切运动(或库埃特流动)。 1687年,I.牛顿首先做了最简单的剪切流动实验。他的实验如图所示。在平行平板之间充满粘性流体,平板间距为<i>d</i>,下板B静止不动,上板C以速度<i>U</i>在自己平面内等速平移。由于板上流体随平板一起运动,因此附在上板的流体速度为<i>U</i>,附在下板的流体速度为零。实验指出,两板之间的速度分布<i>u</i>(<i>y</i>)服从线性规律。作用在上板的力同板的面积、板的运动速度成正比,同间距<i>d</i>成反比。由此得出: (1) 式中<i>τ</i>为剪应力;为剪切变形速率;<i>μ</i>为流体动力粘性系数(即粘度)。这就是著名的牛顿粘性定律。凡是符合此定律的流体称为牛顿流体,否则是非牛顿流体(见非牛顿流体力学)。 假设流体是各向同性的,应力张量和变形速率张量呈线性齐次函数关系,则它们之间的最一般[[线性关系]]式为: <i>p</i>ij=-<i>pδ</i>ij+2<i>μ</i>(<i>s</i>ij-<i>δ</i>ij)+<i>μ</i>┡<i>δ</i>ij, (2) 式中<i>p</i>ij为应力张量;<i>p</i>ij=-<i>pδ</i>ij+<i>τ</i>ij,<i>P</i>为各向同性压力,<i>τ</i>ij为偏应力张量;<i>s</i>ij为变形速率张量;为各向同性体积变形速率张量;<i>δ</i>ij为克罗内克符号;<i>μ</i>┡为[[膨胀]]粘性系数。式(2)就是广义牛顿粘性定律的数学表达式。 公式(1)(2)是牛顿流体的重要标志,也是确定流体流动时必不可少的本构方程。自然界中许多流体是牛顿流体,例如水、空气等。 ==分类== 流体按压缩性的大小分气体和液体。气体极易压缩,亦称称为可压缩流体;液体几乎不可以压缩,既称为不可压缩流体。 流体按变形特点又分为牛顿流体和非牛顿流体。 [[分类:物理学]][[分类:力学]]
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牛顿流体
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