北京化工大学：《聚合物加工工程》课程教学资源（课件讲稿）第一章 聚合物加工流变学基础理论简介 1.3 聚合物流变学基本概念（流体运动的描述）

北京化2大学 第一章 聚合物加工流变学基础理论简介 Beijing Uaiversity of Chemical Technology 第三节聚合物流变学的基本概念 一、 流体运动的描述 二、应力的描述 三、应变的描述 四、应变速率的描述

第三节 聚合物流变学的基本概念 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 一、流体运动的描述 二、应力的描述 二、应力的描述 三、应变的描述 三、应变的描述 四、应变速率的描述 四、应变速率的描述 第一章 聚合物加工流变学基础理论简介 聚合物加工流变学基础理论简介

北京化二大学 第三节聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 高分子材料奇异的流变现象： 爬杆现象、挤出胀大、熔体破裂、剪切变稀。。。 现象是研究的起点 科学的任务：把现象抽象为物理量进行定量描述 找出其内在规律，揭示其本质

第三节 聚合物流变学的基本概念 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 一、流体运动的描述 高分子材料奇异的流变现象： 高分子材料奇异的流变现象： 爬杆现象、挤出胀大、熔体破裂、剪切变稀。。。 爬杆现象、挤出胀大、熔体破裂、剪切变稀。。。 现象是研究的起点 现象是研究的起点 科学的任务：把现象抽象为物理量进行定量描述 把现象抽象为物理量进行定量描述 找出其内在规律，揭示其本质。 找出其内在规律，揭示其本质

北京化二大学 第三节聚合物流变学的基本概念 Beijing Uaiversity of Chemical Technology 一、 流体运动的描述 流体物质结构：不同层次（分子、原子、电子…) 流体运动： 微观：在时间和空间上不连续、不均匀、随机性 宏观：表现出连续性、均匀性、确定性 一切物质都是宏观上的连续性和微观上的离散型 的和谐统一体

第三节 聚合物流变学的基本概念 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 一、流体运动的描述 流体物质结构： 流体物质结构：不同层次（分子、原子、电子 不同层次（分子、原子、电子…） 流体运动： 微观：在时间和空间上不连续、不均匀、随机性 微观：在时间和空间上不连续、不均匀、随机性 宏观：表现出连续性、均匀性、确定性 宏观：表现出连续性、均匀性、确定性 一切物质都是宏观上的连续性和微观上的离散型 一切物质都是宏观上的连续性和微观上的离散型 的和谐统一体

北京化二大学 第三节聚合物流变学的基本概念 一、 流体运动的描述 流变学研究的流体运动年非个别分子的微观运动 而是大量分子组成的流体，在外力作用下所引起的 宏观运动规律，所涉及的宏观物理量都是大量分子 运动行为的统计平均表现。 用宏观理想化的流体模型代替微观真实的分子结构

第三节 聚合物流变学的基本概念 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 一、流体运动的描述 流变学研究的流体运动并非个别分子的微观运动， 流变学研究的流体运动并非个别分子的微观运动， 而是大量分子组成的流体，在外力作用下所引起的 而是大量分子组成的流体，在外力作用下所引起的 宏观运动规律，所涉及的宏观物理量都是大量分子 宏观运动规律，所涉及的宏观物理量都是大量分子 运动行为的统计平均表现。 运动行为的统计平均表现。 用宏观理想化的流体模型代替微观真实的分子结构 用宏观理想化的流体模型代替微观真实的分子结构

北幸化二大学 第三节聚合物流变学的基本概念 Beijing Uaiversity of Chemical Technology 一、流体运动的描述 1、连续介质模型 (1)定义： 不考虑微观分子结构，把流体视为由无数多个充满 流体所在空间、彼此间无任何间隙的质点所组成， 相邻质点宏观物理量的变化是连续的

第三节 聚合物流变学的基本概念 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 一、流体运动的描述 1、连续介质模型 、连续介质模型 （1）定义： 不考虑微观分子结构，把流体视为由无数多个充满 不考虑微观分子结构，把流体视为由无数多个充满 流体所在空间、彼此间无任何间隙的质点所组成， 流体所在空间、彼此间无任何间隙的质点所组成， 相邻质点宏观物理量的变化是连续的。 相邻质点宏观物理量的变化是连续的

第三节聚合物流变学的基本概念 北京化二大学 流体运动的描述 什么是质点？ 1、连续介质模型 (2)质点的概念 宏观上无限小：只有位置，没有大小（几何点） 每个质点的物理量只能有唯一确定值（物理点） 避免了分子的不连续性 微观上无限大：每个质点均包含许多分子，质点的物理参数是 许多分子运动的平均表现 避免了分子的不均匀性

第三节 聚合物流变学的基本概念 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 一、流体运动的描述 1、连续介质模型 、连续介质模型 （2）质点的概念 宏观上无限小： 宏观上无限小：只有位置，没有大小（几何点） 只有位置，没有大小（几何点） 每个质点的物理量只能有唯一确定值（物理点） 每个质点的物理量只能有唯一确定值（物理点） 微观上无限大： 微观上无限大：每个质点均包含许多分子，质点的物理参数是 每个质点均包含许多分子，质点的物理参数是 许多分子运动的平均表现 许多分子运动的平均表现 避免了分子的不连续性 避免了分子的不连续性 避免了分子的不均匀性 避免了分子的不均匀性 什么是质点？

北京化二大学 第三节聚合物流变学的基本概念 Beijing Uaiversity of Chemical Technology 一、 流体运动的描述 1、连续介质模型 AVo

第三节 聚合物流变学的基本概念 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 一、流体运动的描述 1、连续介质模型 、连续介质模型 ρ ΔV0 ΔV

北京化二大学 第三节聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 1、连续介质模型 这种处理方法的精确度在于分子间平均距离 分子间平均距离越小，精确度越高 例如：常温常压下， 气体相邻分子间平均距离33×10-8cm左右 原子、分子尺寸仅3×10-8cm左右 蒸汽→液体：体积缩小到标准状态下的千分之一 应用连续介质模型，液体比气体精确度更高

一、流体运动的描述 一、流体运动的描述 1、连续介质模型 、连续介质模型 第三节 聚合物流变学的基本概念 聚合物流变学的基本概念 这种处理方法的精确度在于分子间平均距离 这种处理方法的精确度在于分子间平均距离 分子间平均距离越小，精确度越高 分子间平均距离越小，精确度越高 例如：常温常压下， 例如：常温常压下， 气体相邻分子间平均距离 气体相邻分子间平均距离33 ×10 - 8cm左右 原子、分子尺寸仅 原子、分子尺寸仅 3 ×10 - 8cm左右 蒸汽→液体：体积缩小到标准状态下的千分之一 体积缩小到标准状态下的千分之一 应用连续介质模型，液体比气体精确度更高 应用连续介质模型，液体比气体精确度更高

北京化二大学 第三节聚合物流变学的基本概念 Beijing Uaiversity of Chemical Technology 一、 流体运动的描述 1、连续介质模型 (3)物理意义 流体是连续的，依附在流体上的物理参数也是连续的，可 用连续函数的概念来描述流体的流动和变形。 物理参数表达式：B=B(K,Jy,乙，t) 连续可微函数

第三节 聚合物流变学的基本概念 聚合物流变学的基本概念 （3) 物理意义 流体是连续的，依附在流体上的物理参数也是连续的，可 用连续函数的概念来描述流体的流动和变形。 物理参数表达式： 物理参数表达式： 连续可微函数 一、流体运动的描述 一、流体运动的描述 1、连续介质模型 、连续介质模型 = ( ,,, tzyxBB )

北东化二大学 第三节聚合物流变学的基本概念 一、 流体运动的描述 2、流体运动的两种描述方法 (1)拉格朗日法一质点法 (2)欧拉法一空间点法 举例比较：马拉松比赛 长江水质监测（欧拉法）

第三节 聚合物流变学的基本概念 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 一、流体运动的描述 2、流体运动的两种描述方法 、流体运动的两种描述方法 （1）拉格朗日法—质点法 （2）欧拉法—空间点法 举例比较：马拉松比赛 长江水质监测（欧拉法）