影响流体流动状态的因素有哪些

流体的流动形态分为层流和湍流两种,由雷诺常数可知,影响流体流动形态的因素有管径、流速、流体密度以及流体黏度这4点.

在流动过程中，随着高分子的分子量增加，分子链会开始缠结，不能独立运动，流动变得困难，导致能量的耗散显著增加，黏度大幅提高。 分子量是影响高分子流变性质的最重要结构因素。临界分子量：高分子出现缠结所需的最低分子量，用Mc表示。缠结是高分子材料链状分子的突出结构特征，对材料的力学性能和流动性有特别重要的影响。 黏度与Mc的关系，可用经验公式表示：η = KM^α  (α=1,M＜Mc; α=3.4,M＞Mc）——福克斯在比切的实验基础上首先提出来的。 K：与温度、分子结构有关的常数，温度越高、高分子柔性越大，K值越小； 温度越低、高分子刚性越大，K值越大。 1）当平均分子量小于临界缠结分子量时，材料的零剪切粘度与分子量基本成正比。 2）一旦分子量大到分子链间发生相互缠结，分子链间相互作用增强，则材料粘度将随分子量的3.1~3.4次方律迅速猛增。 注意：只有处于低剪切速率区的高分子流体才符合这个经验公式。在福克斯等的工作基础上，克罗斯通对以上公式两边取对数并作图发现：斜率是逐渐过渡的；Mc不是真正意义上的临界分子量，只是由于此时缠结与非缠结分子链对黏度的贡献相当所致；在实际应用中，仍以Mc作为临界缠结分子量。 常见高分子材料的临界缠结分子量参考值： 线型聚乙烯3800~40003800~40003800~40003800~4000 聚苯乙烯38000380003800038000 聚乙酸乙烯酯24500~2920024500~2920024500~2920024500~29200 聚异丁烯15200~1700015200~1700015200~1700015200~17000 聚丁二烯-1，4（50%顺式）5900590059005900 聚甲基丙烯酸甲酯（一般有规）27500275002750027500 聚二甲基硅氧烷24000~3500024000~3500024000~3500024000~35000 聚己内酰胺（线型）19200192001920019200  ※ 分子量的变化如何影响黏度？ 分子量增大，除了使材料粘度迅速升高外，还使材料开始发生剪切变稀的临界切变速率变小，非牛顿流动性突出。究其原因是，分子量大，变形松弛时间长，流动中发生取向的分子链不易恢复原形，因此较早地出现流动阻力减少的现象。 如：不同分子量的聚苯乙烯的粘度与切变速率的关系 （1）分子量越低，缠结越少；（2）分子量越低，其偏离牛顿性时的剪切速率越高。  ※ 说明： （1）从纯粹加工的角度来看，降低分子量肯定有利于改善材料的流动性。