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流變儀檢測非牛頓流體的剪切應力

發布時間:2022-09-27
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流變儀在食品工程或其他各種生產領域中的應用,是要用流變學的理論預測結果定量。樣品放到流變儀上測試,然后研究真正在生產實踐中得到了應用。可以用到食品和日用化工品領域中,針對生產實踐流變學是有用的,主要是為了流變學高分子物理的理論研究。流變測量學的理論基礎之一是“測粘流”的對于不可壓縮“簡單流體”的理論可行性。另一個是動態力學測試。在測粘流語境下(即穩態流動測試),流變學研究對象的特殊性稱為“非牛頓性”,其內涵包括剪切粘度對剪切速率的依賴性,以及非零的法向應力差。在動態力學測試的語境下,流變學研究對象的特殊性稱為“粘彈性”。


流變儀的可以測量流體的粘彈性,我們經常采用一系列頻率的正弦振蕩應變,去描出其Fourier變換后的實部和虛部(即儲能模量和損耗模量),并閱讀這種譜圖。在流變學中已習慣這種譜圖,則又經常產生一種誤解,就是覺得一個頻率下的響應具有足夠的代表性。其實Fourier變換(以及其他積分變換),是函數到函數的變換(一種泛函關系),因此不管看時域還是頻域,都要言必稱整條曲線。光看一個點,若不是完全沒有意義,也至少是很隱晦,并不是許多人以為的那般簡明。又比如,測粘流原本的旨意是任何各向同性的非牛頓流體的流變學狀態可以由關于剪切應力、第一法向應力差、第二法向應力差的方程完整地確定。所以穩態流動測試應該不僅關心剪切應力,還應該關系第一法向應力差和第二法向應力差。可是實際上大家往往僅滿足于得知剪切應力。這可能是因為,剪切應力可通過簡單的示意圖和表達式得到解釋和定義,無需涉及“應力張量”的概念;而法向應力差則難以回避后者,因而更少人理解。

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