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[科普中国]-塑性流动

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牛顿流动(Newtonian flow)

不同黏度的流体,应力与应变速率存在一定的函数关系。牛顿流体是指黏度不会随剪切速率的变化而变化,剪切速率(shear rate)与剪切应力(shear srtess)成正比的流体。牛顿流体的流动状态方程式如下:

τ=ηγ

其中,η指为黏度(viscosity),体现了流动的阻力,表示剪切应力与剪切速率之间的比例系数,γ表示剪切速率,τ表示剪切应力。对于牛顿流体而言,剪切速率的变化不会影响其黏度。理想的牛顿流体各向同性,且不能压缩,不具有弹性。一定范围内基本符合牛顿定律的流体在流变学中被当做牛顿流体进行处理。如食品中的水、普通蜂蜜、油、酒、液糖、玉米糖浆、过滤后的果汁等,由于完全的牛顿流体在自然界中不存在,通常都按牛顿流体分析计算。

非牛顿流动(non-Newtonian flow)在自然界中的食品,不符合牛顿流体定律的流体占大多数。大量的食品,包括浓果汁、果酱、全鸡蛋、菜泥、浓牛奶以及巧克力浆等固液悬浮体都是非牛顿流体,下面的经验公式往往用来表示这些流体的剪切应力与剪切速率之间的关系:

τ=k(γ)n(1