非牛流体探讨

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,流体（非牛）现象追问,由流体（非牛）对象的扩展,引发的“,血,”案,流变学（,Rheology rld,）,的定义,流变学是研究物质形变和流动的科学流变学是研究流动与变形的科学。对于粉末冶金、塑料、油漆、印刷油墨、清洁剂、石油等行业的科技人员来说，拥有流变学知识是十分必要的。从物质状态来说，流变学的研究对象包括,固体、流体和悬浮体。,因此流变学又可分为,固体流变学,、,流体流变学,和,悬浮体流变学,。在工业生产与日常生活中，对流体流变学的研究远远超过固体,流变学和悬浮体流变学。,流体流变学研究的对象是流体，包括牛顿流体和非牛顿流体,，而牛顿流体的流动与变形问题已由牛顿流体力学解决，所以现代流变学的,主要研究对象就是非牛顿流体,。根据非牛顿流体的不同类型，又有聚合物流变学、生物流变学、食品流变学、润滑剂流变学、石油流变学等各学科分支，此外还有与社会科学交叉的心理流变学。,流体及其分类,流体是液体和气体的总称,。流体是由大量的、不断作热运动而且无固定平衡位置的分子构成的，它的基本特征是没有一定的形状和具有流动性。通常依据在一定的温度和一定的剪切应力作用下流体所表现出的特性，把其划分为牛顿流体与非牛顿流体两大类。这个特性就是粘度，,粘度是表示体系对流动阻力的一种性质，它可以理解为液体流动时表现出的内摩擦,。以下，我们仅研究非牛顿流体,布朗运动（1826，英国植物学家，显微镜+水中花粉）,对于非牛顿流体，也可类似于牛顿流体，把切应力和应变速率之比定义为非牛顿流体的表观粘度或称粘度函数。根据在简单剪切流中非牛顿流体的粘度函数是否和剪切持续时间有关，可以把非牛顿流体分成两 类：,非时变性非牛顿流体和时变性非牛顿流体,。,非时变性非牛顿流体主要包括以下,3 种：,1)宾汉流体(或称塑性流体)。,它是只当剪切应力大于某一数值时才开始流动的流体，这时体系并非全部发生形变，而是产生滑动，中间发生变化的部分仍按原来的结构形式一起向前运动。当应力大于屈服值后，其流动性跟牛顿流体完全一样。一些浓悬浮液，如糊状物、软膏、面团、淤泥等，在适当条件下可表现出这种行为。,2)剪切稀化流体(也称伪塑性流体)。,这种流体没有屈服值，表观粘度随剪切速率增加而减小。这种粘度随剪切速率增大而减小的现象称为剪切变稀现象，大多数高分子溶液和乳状液具有明显的假塑性。,3)剪切稠化流体(也称膨胀型流体)。,与假塑性流体相反，膨胀流体的表观粘度随切变速率增加而增大，这种现象称为剪切增稠现象。一些浓稠悬浮体、蛋白质及某些高分子溶液可表现出切力增稠现象.,时变性非牛顿流体,这类流体的粘度函数不仅与应变速率有关，而且与剪切持续时间有关。大致分为2 类：,1)触变性与震凝型流体。在一定的剪切变形速率下，触变流体的粘度函数随时间减小，而震凝型流体则相反，表观粘度随时间而增大，震凝性体系很少，实际遇到的触变性体系较多，某些粘土悬浮液、陈胶、溶胶及高聚合物可表现出触变性。,注意,2)粘弹性流体。这类流体兼具粘性和弹性，与粘性流体的主要区别在于外力消除后产生部分应变回复。粘弹性流体除粘度函数与剪切持续时间有关外，在剪切流动中还表现出法向应力差效应。,流变学应用,（1）血液流变学（hemorheology）,血液流变学，就是在宏观、微观与亚微观水平上研究血液的细胞成分和血桨的变形与流动特性，以及与血液直接接触的血管结构的流变特性，也就是从不同层次上研究血液与血管流变问题，是生命科学研究前沿的一门学科。在许多疾病临床症状出现之前，就可以观察到,血液流变特性,的改变，因此及时了解血液流变特性的变化，采取有效措施改善血液流变特性，是,预防,和治疗疾病、防止疾病恶化的重要手段之一,正常情况下，血液在外力（血压）的作用下，在血管内流动，并随着血管性状（管壁情况和血管形状等）及血液成分（粘度）的变化而变 化，维持正常的血液循环。,当血液粘度变大时，血液流动性就变差，也就最容易发生脑血栓性疾病。反之，粘度较小，流动性较好。,（生命在于运动）,近年来，不少学者考察了细胞(尤其是血细胞)的流变特性和力学行为，用粘弹性理论很好地说明了红细胞的流动与变形。,有研究发现纤维型肌动蛋白和肌浆球蛋白在上皮细胞流变中的作用；LIU 等采用一个新的三维模型成功模拟了红细胞的聚集；SEQUEIRA skw等通过由活体显微镜检查和流变测量得到的参数建立的血液非牛顿剪切变稀模型来研究白细胞动力学,。,我仿佛闻到科学家身上工藤新一的气息,血液流变学的研究近年来有很大的进步与发展。,许多医学研究者对血液粘性、触变性及相关的各种疾,病等进行了大量的研究和实验，通过对血液粘度的测,量可以进行,消化道疾病,、,糖尿病,、,高血压,、,老年痴呆,、,冠心病,、,脑血栓,等多种疾病的医学诊断和治疗方案的,确定,广泛的研究内容：流变学研究内容是各种,材料,的,蠕变,和,应力,松弛的现象、,屈服值,以及材料的,流变模型,和,本构方程,（在不同物理条件下,(,如,温度,、,压力,、,湿度,、,辐射,、,电磁场,等,),，以应力、应变和时间的物理变量来定量描述材料的状态的方程，叫作流变,状态方程,或本构方程。材料的流变特性一般可用两种方法来模拟，即力学,模型,和,物理模型,）。,广泛应用于地质、土木、材料、建筑等领域。,随着经济和工业化的发展，流变学将有广阔的发展领域，并已逐步渗透到许多学科而形成相应的分支，例如,高分子材料流变学,、断裂流变力学、土流变学、岩石流变学以及应用流变学等等。在理论研究上，已超出均匀,连续介质,的概念，开始探索离散介质、非均匀介质以及非相容,弹性介质,的流变特性。实验原理和测试技术的研究以及电子计算机的应用，将在流变学的发展中显示重要的地位和发挥巨大的作用。,谢谢,