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物料的流变性是研究物料在外力作用下,发生形变和流动时的性质,是描述切应力、切变速率和黏度三者之间的相互关系。悬浮液、胶体和发酵液的流变行为一般都很复杂,不可能用一个简单公式来作统一的描述,而用流体的流变曲线按照剪切应力和剪切速率的关系加以分类。 1、牛顿型流体 牛顿型流变曲线是一条通过原点的直线,其剪切应力和剪切速率之比是常数。其特点是在任意小的外力作用下,物料就能发生流动,并用黏度就足以表征其流变特性。大多数纯液体,如水、低黏度油以及许多低分子化合物溶液、稀的溶液和悬浮液都是牛顿型流体。不服从上述牛顿型计算式的流体,统称为非牛顿流体,即剪切应力和剪切速率之比不是常数,而是随着剪切速率的变化,没有确定的黏度值。工农业和日常生活中遇到的物料,大多数是固体颗粒浓度较高的浓分散物系,属于非牛顿型流体。 2、平亨塑性流体 平亨塑性流体的特点是剪切应力小于屈服剪切应力时,流体不发生流动,只有在剪切应力超过屈服剪切应力时,流体才开始流动。这时流体的结构特性开始消失,流动性能开始与牛顿型相同。钻井泥浆、牙膏、涂料等物料,以及黑曲霉菌、黄曲霉菌、灰色链霉菌等丝状菌发酵液均属此类流体。 3、塑性流体 其特点是在克服了屈服剪切应力之后,剪切应力与剪切速率不呈直线关系式,它的流变性能更复杂。 油墨、熔化的巧克力、血液、酸酪、青霉素发酵液等均属凯松型流动特性的塑性流体。 4、假塑性流体 假塑性流体是与流体性质有关的经验常数,流体非牛顿型行为越显著,假塑性流体曲线通过原点,没有屈服值。稍加剪切应力,流体就发生流动,并随剪切应力值的增大,剪切速率迅速增加,而物系稠度越来越小,这种现象称为“剪切稀化”现象。 许多高分子化合物,如羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠、藻蛋白酸钠、黄原胶等水溶液都是假塑性流体。许多丝状菌、如青霉菌、曲霉菌等培养液,一些产生多糖的微生物发酵液中含有的微生物分泌多糖,高浓度的植物细胞液,酵母悬浮液等,都呈现假塑性流动特性。 5、胀塑性液体 与假塑性流体相似,液体的非牛顿型行为越显著,具有这种流体特性的物料有淀粉、砂以及固含量大的颜料悬浮液、发酵液中较少见,有报告指出,链霉素、庆大霉素的前期发酵液或培养基以及很稀的酵母悬浮液,均表现出胀塑性流体特性。
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