题目
在食品工程中,如果流体的粘度随着剪切速率增加而减小,这种流体属于( )A. 牛顿流体B. 假塑性流体C. 膨胀性流体D. 宾汉流体
在食品工程中,如果流体的粘度随着剪切速率增加而减小,这种流体属于( )
A. 牛顿流体
B. 假塑性流体
C. 膨胀性流体
D. 宾汉流体
题目解答
答案
B. 假塑性流体
解析
本题考查食品工程中不同类型流体的特性,解题思路是根据各种流体粘度随剪切速率变化的特点来判断符合题目描述的流体类型。
- 牛顿流体:牛顿流体的粘度是一个常数,不随剪切速率的变化而变化。其剪应力$\tau$与剪切速率$\dot{\gamma}$之间满足牛顿粘性定律$\tau = \mu\dot{\gamma}$,其中$\mu$为流体的粘度,是一个定值。所以牛顿流体不符合题目中粘度随剪切速率增加而减小的描述。
- 假塑性流体:假塑性流体的粘度会随着剪切速率的增加而减小。其剪应力$\tau$与剪切速率$\dot{\gamma}$的关系可以用幂律模型$\tau = K\dot{\gamma}^n$来表示,其中$K$为稠度系数,$n$为流变指数,且$0 \lt n \lt 1$。当剪切速率$\dot{\gamma}$增大时,由于$n \lt 1$,流体的表观粘度$\mu_{app}=\frac{\tau}{\dot{\gamma}} = K\dot{\gamma}^{n - 1}$会减小,符合题目描述。
- 膨胀性流体:膨胀性流体的粘度随剪切速率的增加而增大。同样使用幂律模型$\tau = K\dot{\gamma}^n$,此时$n\gt{}1$。当剪切速率$\dot{\gamma}$增大时,表观粘度$\mu_{app}=K\dot{\gamma}^{n - 1}$会增大,不符合题目要求。
- 宾汉流体:宾汉流体具有屈服应力$\tau_0$,只有当剪应力$\tau$大于屈服应力$\tau_0$时,流体才开始流动,且在流动后其粘度为常数。其剪应力与剪切速率的关系为$\tau-\tau_0=\mu\dot{\gamma}$,不符合粘度随剪切速率增加而减小的特性。