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流變儀檢測非牛頓流體的剪切應力

發(fā)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(tài)力學測試。在測粘流語境下(即穩(wěn)態(tài)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(tài)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(tài)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(wěn)態(tài)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??墒菍嶋H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。