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流变学,是研究物质变形和流动的科学。理想的弹性体和理想的粘性物质实际上是不存在的,许多物质,如纸张、油墨等,其变形规律是复杂的。油墨是在印刷机上被压匀到墨辊上,转移到印版上,再转移到橡皮布上,最后转移到纸张上。在这个过程中,有种种的变形和流动,当油墨受力变形时,既会呈现弹性变形的某些特征,又会呈现流体的粘性,这种现象称为粘弹现象。这种粘弹性物体的受力变形不仅与应力大小有关,而且与这些形变的发展速度有关。显然,印刷油墨的流变性质对印刷适性具有重要的作用。一、近代流体的分类:流体是流变学研究的对象之一。近代流体是根据其在一定温度和剪切应力作用下表现出来的特性,划分为牛顿流体和非牛顿流体两大类。假设一个流体被限制在两块平行板之间,平行板面积为a。其中,下板是静止的,上板是可以移动的,它们之间相隔的距离为x,让力f以正切方向作用于上板,上板的滑动速度相对于下板来说是v,夹在两板之间的流体的上层速度最大,中间层速度中等,下层速度最小。
对流体的任何部分来说,其速度梯度为,由于速度梯度实际上就是流体受力以后的两层流体间的速度变化率,故在物理学上,速度称为剪切速率,用符号d表示,即 剪切应力是单位面积上所受的压力,用符号t表示,单位为dyn/cm。1.牛顿流体。牛顿流体的特点是,在层流区其剪切应力r和剪切速率d之间呈现正比关系。即: 式中流体的粘度,单位为帕·秒,用符号pas,表示。对每一种牛顿流体,粘度是其固有的性质,当温度不变时,粘度是一个常数。2.非牛顿流体。凡是剪切应力:与剪切速率d之间的关系不服从式1.3的一切流体统称之为非牛顿流体。广义的非牛顿流体包括假塑性流体、塑性流体、胀流流体等。假塑性流体的特点是剪切速率d增大则粘度减小;塑性流体的特点是,当流体承受较小的外力,各流层之间的剪切应力还未达到一定数值时,流体是不产生相对流动的,只有外力增加,流层之间的剪切应力t超过某一极限时,流体才开始产生相对流动,随着剪切速率d增加,粘度减小;胀流流体的特点是,只要有剪切应力t,不管它有多么小,在剪切应力的作用下,流体的剪切速率d会瞬即产生。但在剪切速率产生后,随着剪切应力的增加,剪切速率d增加越来越快。塑性流体的剪切速率d与剪切应力r之间的数学模型可以公式表示。
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