納米磁性流體非牛頓特性分析

摘要：指出了磁性流體是由磁性顆粒、載液和表面活性劑組成的一種膠體溶液。理論分析表明磁性流體可以看成是受著與牛頓流體不同的本構(gòu)方程控制；試驗分析表明磁性流體在磁場中屬于非牛頓流體中塑性假塑性流體，即塑性剪切稀化流體，不同于普通的牛頓流體和非牛頓流體，也不同于通常的兩相流。這對磁性流體應用中的動力學分析具有一定的指導作用。

關(guān)鍵詞：納米磁性流體；非牛頓特性；塑性剪切稀化流體

中圖分類號：TB30

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）20017604

1引言

經(jīng)典的牛頓力學認為流體在流動中受到的剪切力與剪切速率成正比，在此基礎上可以得到著名的Navier-Stokes方程，它是描述粘性牛頓流體運動的基本方程。隨著生產(chǎn)和科學技術(shù)的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)過程中和自然界發(fā)現(xiàn)存在大量不服從牛頓常粘度定律的流體，即非牛頓流體（具有粘度隨剪切速率變化的流動特性的流體，即剪切力與剪切速率不符合牛頓內(nèi)摩擦定律）[1]。磁性流體是一種對磁場敏感、能流動的超順磁性磁性材料，由納米級磁性顆粒、載液和表面活性劑組成，具有獨特的性能和基本特性，屬于膠體，也屬于固液兩相流體，具有非牛頓流體特性[2]。目前膠體流體力學研究還是空白，兩相流動力學還有許多需要解決的問題，沒有成熟的理論[3]。本文對磁性流體的非牛頓特性進行分析。

2非牛頓流體的本構(gòu)方程

非牛頓流體的粘度隨剪切速率的變化而變化，根據(jù)這一定義可把非牛頓流體分為時間獨立性流體、時間相關(guān)性流體和粘彈性流體[4]，具體如圖1所示。……