其粘度在一定温度下并不是个常数，而且还会随剪切 应力、剪切速率的变化而变化，有的还会随时间而变 化。
, t 通常非牛顿流体的粘度表示为： a
不为常量，随条件变化而变化
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② 宾汉流体
2
w y
0
w y
y
1
w y
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③ 拖曳流动 or 压力流动
拖曳流动
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拖曳流动的特点:
边界运动，带动流体运动。
例如由运动的平面、圆柱面、锥面带动 的流动。
橡胶在辊筒上的流动有拖曳流动的特点； 在各种各样的流变仪，诸如平板流变仪、
锥板流变仪以及旋转流变仪中，高分子 熔体的流动就是典型的拖曳流动。
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③ 拖曳流动 or 压力流动
压力流动
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压力流动的特点
边界不运动，流体在静压差的作用下 产生流动。
例如在圆管中和通过两平面之间的缝隙 的流动。
这种流动形式在高分子加工过程中更为 常见，例如挤出与注塑过程中高分子熔 体在口模中的流动。
一．流动的类型
1. 层流、湍流
层流，稳定流动，流体可看作是假想的 层状流体所组成，层与层之间没有流动
湍流，不稳定流动，无所谓层的概念， 窜流产生
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各空气层之间没有混合
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湍流
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粘度为常数的线性 粘性流体。
牛顿于1687年首先提出。 线性粘性流体在受到外力作用 时，就会失去各向同性的平衡 状态而发生流动，流体的阻力 正比于两部分流体的相对运动 速度。
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2）牛顿流体的流动曲线
牛顿型流体是理想粘性流体的最佳实例。它仅仅决 定于温度和压力。
由图可知，牛顿型流体的 剪切速率 与剪切应力成正比, 其粘度保持恒定，与 剪切速率无关。
粘度的物理意义 流体流动时在与流动方向垂直 的方向上产生单位速度梯度所需的剪应力。
粘度是流体的物性之一，粘度也是反映流体粘性 大小的物理量。
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三、牛顿型流体与非牛顿型流体
1. 牛顿型流体
Байду номын сангаас
1）定义：
牛顿流体是指符合 牛顿流动规律的流 体，
为常量，材料常数
也就是流体的剪切 应力与剪切应变速 率成正比例关系，
速度分布
P r
2L
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2. 剪切速率
实际上是剪切应变速率的简称。
剪切应变约等于tan，即dx/dr。
那么，剪切应变速率就等
于
dx dr
，等于
dx dt
，
dt
dr
又等于 dv ， 即 dv
dr
dr
也就是速度梯度。单位为s-1
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速度梯度与流动方向平行；
拉伸流动产生纵向速度梯度场
流速
速度梯度
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② 拉伸流动
拉伸流动形式则主要体现在纺丝、中空吹 塑或吹膜过程中，高分子熔体或浓溶液的 流动。
在力学性能测试中，被拉伸样品的形变也 是拉伸流动的表现方式。
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1-牛顿流体，2-宾汉流体
0
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压力流动
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拖曳流动yu压力流动同属 剪切流动
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二、剪切应力、剪切速率与剪切粘度
1. 剪切应力
拖曳流动与压力流动基本上都可以看作 是层流的复合体。
沿流动方向，作用在每一层单位面积上 的剪切力，叫做剪切应力（τ）。
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第二章 线性粘性流动
主要目的： 1. 对一些基本概念诸如流动的类型，剪切
应力与剪切速率，牛顿流体与非牛顿流 体等作一定介绍； 2. 对线性粘性流动作介绍。
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目录
第一节 基本概念 第二节 线性粘性流动
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第一节 基本概念
高分子材料流变学导论
Introduction to Rheology of Polymer Materials
致谢
本PPT是建立在诸多优秀教材的基础上的， 比如《聚合物加工流变学》（周彦豪）； 《高聚物流变学及其应用》（徐佩弦）； 《高分子材料流变学》（吴其晔）等，在 此向各位前辈致敬！
本PPT在制作过程中曾经参考了许多知名 学者的研究论文，一并表示感谢！
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2. 剪切流动 and 拉伸流动
① 剪切流动
流体在流动过程中存在来自于边界与流体层 或流体层之间的剪切作用；
速度梯度与流动方向垂直；
剪切流动产生横向速度梯度场
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流速 速度梯度
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② 拉伸流动
流体在牵引力的作用下产生变细、变长的流动 过程；
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3）绝大多数高聚物熔体的流动行为都不符合 牛顿流动规律，少数聚合物如聚碳酸酯、 偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物，在一定条件下 可以看作是牛顿流体。
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2. 非牛顿型流体
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2. 非牛顿型流体
① 定义： 不遵循牛顿粘度定律的流体都称之为非牛顿流 体。
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3. 剪切粘度
通常简称为粘度。 定义为在流体内部某点处的剪切应力与剪切速率的比值 。
/
单位为：
dv
dy
Pa ms
Pa s
m
在一些工程手册中，粘度的单位常常用物理单位制下的cP （厘泊）表示，它们的换算关系为 1cP＝10-3 Pa·s
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剪切粘度（补充）
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① 以平板拖曳流动为例
.
动
外力F F A d v
dy
板
静 板
流动方向
面积A
上板处剪切应力τ= F/A，单位为N/m2，即Pa
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② 以圆管压力流动为例
无限长流体中任一段
长度L
流动方向
半径r
圆管两端 压力差ΔP
剪切应力 剪切应力的单位：N/m2，即Pa