第八章非牛顿流体_1选编.ppt

第八章 非牛顿流体的流动;§8-1 非牛顿流体的流变性和流变方程;塑性流体;二、流变性、流变方程和流变曲线;1、牛顿流体（A）;特点：;塑性粘度--- 与液体内部网状结构有关。流体内部出现相对速度以后，由于内部网状结构遭到拆散，网状结构的拆散程度随切应力的增加而增加，粘度随切应力的增加而降低。随着网状结构拆散程度增加，可供拆散的网状结构减少，拆散速度也变小。同时由于被拆散的网状结构增加了，彼此之间重新恢复网状结构的机率增加。当拆散速度与重新恢复速度相等时，成为平衡状态，粘度将保持常数，即流变曲线上的直线段部分，这个稳定的粘度称为塑性粘度。;3、幂律流体（A、C、D）;（1）假塑性流体的特点;4、流变性与时间有关的非牛顿流体;5、粘弹性流体;韦森堡效应：;三、非牛顿流体的研究方法;§8-2 非牛顿流体的稳定流动;对纯粘性、无时变性非牛???流体稳定流;二、流量;三、平均流速;令;的物理意义：管壁切应力与管流特性参数在对数坐标上绘出的曲线的斜率。;§8-3 幂律流体;断面平均速度：;一、幂律流体的圆管层流;所以，;所以，;;由;管壁处剪切速率：;令，;二、幂律流体的圆管紊流;式中，;2、修正的布拉休斯（Blasius）阻力公式;在钻井工程中，经常遇到幂律流体在环空中的流动问题，;§8-3 幂律流体;§8-4 塑性流体的流动规律;1、塞流：当塑性流体半径R 处的推动力超过了由于极限静切应力所引起的阻力时，流体整体象活塞一样在管内流动，称为流核。;2、结构流：随两端压差增大，小于半径R 的各流层依次开始流动，形成塞流的流核半径逐渐缩小，而流核以外部分各流层间速度不同，形成流速梯度为梯度区。;3、层流、湍流：两端的压差再增大，流核全部消失，梯度区扩大形成层流；随两端压差继续增大，则由层流变为湍流。;二、塑性流体的圆管层流;;由本构方程;当 时，即为流核区流速;当 时，则;断面平均流速：;所以，;管壁处剪切速率：;三、宾汉流体的圆管紊流;理论分析可知宾汉流体在环形空间流动时的雷诺数可表示为：;结构流时圆管内的计算公式;（4）断面平均流速