流體的流動速度相對圓流道半徑的變化速度—剪下速度，其也可以稱之為剪下速率，主要和流體的溫度、粘度以及流體的類型有一定的關係，其中流體可以分為牛頓型流體和非牛頓型流體兩大類。
基本介紹
- 中文名：剪下速度
- 外文名：rate of shear
- 拼音：jiǎn qiē sù dù
- 含義：物體粘流性質
- 影響因素：溫度、粘度
- 相關概念：粘度、剪下應力
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相關概念
剪下速率
當頂板在力F的作用下以切線方向移動時(圖1)，由於內聚力的作用，其下層的液層隨之移動，然後一層接一層地，第二層拉拽第三層，第三層拉拽第四層，依次類推。這一接力賽式動作，最後傳遞到固定底板。則剪下速率
圖1 牛頓型流動中的定量關係剪下應力
作用於物體單位面積切線方向上的力，稱為剪下應力，其符號為τ。作為流變模型，可將液體看作多層極薄液層堆積而成的長方體。它們充滿於兩塊平形板之間，其底板固定不動，而其他各層是能移動的。
黏度
剪下應力與剪下速率之比，稱為絕對黏度。其符號為η，是流體流動阻力的量度。
η=剪下應力/剪下速率
黏度在流變學上占有重要地位，它往往隨著溫度、剪下應力、剪下速率、剪下歷程等的變化而變化，流變學上使用曲線表示其關係。
剪下速度曲線
一個液體的剪下應力和剪下速率之間的關係，決定了其流動行為。以剪下應力為縱坐標，剪下速率為橫坐標的曲線圖，稱為流動特性曲線圖。以絕對黏度為縱坐標，剪下速率為橫坐標的曲線圖，稱為黏度特性曲線圖。 液體的流動(黏度)特性曲線，可分為牛頓型和非牛頓型兩大類。
牛頓型流體
一種液體，在一定溫度下具有一定的黏度，在剪下速率變化時，黏度保持恆定，稱為牛頓型液體。許多塗料原料如水、溶劑、礦物油和低分子量樹脂溶液都是這種液體，然而塗料成品卻大都是非牛頓型的。牛頓型液體的流動和黏度特性曲線如圖2所示。
圖2 牛頓型流體流動曲線非牛頓型流體
當一個液體的黏度隨著剪下速度的變化而變化時，就稱為非牛頓型液體。其中黏度隨著剪下速率的增加而降低的液體，稱為假塑性液體。反之，黏度隨著剪下速率的增加而上升的液體，稱為膨脹型液體（如圖3所示）。
圖3 非牛頓型流體流動曲線影響
具有非牛頓行為的聚合物熔體，其黏度隨剪下速率的增加而下降。高剪下速率下的熔體黏度比低剪下速率下的黏度小几個數量級。不同聚合物熔體在流動過程中，隨剪下速率的增加，其黏度下降的程度是不相同的。如圖4所示，在低剪下速率下，低密度聚乙烯和聚苯乙烯的黏度大於聚碸和聚碳酸酯；但在高剪下速率下，低密度聚乙烯和聚苯乙烯的黏度小於聚碸和聚碳酸酯。
圖4 粘度與剪下速率關係
圖4 粘度與剪下速率關係從熔體黏度對剪下速率的依賴性來說，不同塑膠的敏感性存在明顯區別。敏感性較明顯的有LDPE、PP、PS、HIPS、ABS、PMMA和POM；而HDPE、PSF、PAl010和PBT的敏感性一般；PA6、PA66和PC為最不敏感。對於剪下速率敏感性大的塑膠，可採用提高剪下速率的方法使其黏度下降，有利於注射成型的充模過程。
