射流脹大也稱Barus效應(yīng)或Merrington效應(yīng)圖1
如果非牛頓流體被迫從一個(gè)大容器，流進(jìn)一根毛細(xì)管，再?gòu)拿?xì)管流出時(shí)，可發(fā)現(xiàn)射流的直徑比毛細(xì)管的直徑大。射流的直徑與毛細(xì)管直徑之比，稱為模片脹大率(或稱為擠出物脹大比)。對(duì)牛頓流體，它依賴于雷諾數(shù)，其值約在0.88~1.12之間。而對(duì)于高分子熔體或濃溶液，其值大得多，甚至可超過(guò)10。一般來(lái)說(shuō)，模片脹大率是流動(dòng)速率與毛細(xì)管長(zhǎng)度的函數(shù)。模片脹大現(xiàn)象，在口模設(shè)計(jì)中十分重要。聚合物熔體從一根矩形截面的管口流出時(shí)，管截面長(zhǎng)邊處的脹大，比短邊處的脹大更加顯著。尤其在管截面的長(zhǎng)邊中央脹得最大。因此，如果要求生產(chǎn)出的產(chǎn)品的截面是矩形的，口模的形狀就不能是矩形，而必須是四邊中間都凹進(jìn)去的形狀。
爬桿效應(yīng)也稱為Weissenberg效應(yīng)圖2
1944年Weissenberg在英國(guó)倫敦帝國(guó)學(xué)院，公開(kāi)表演了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn):在一只有黏彈性流體(非牛頓流體的一種)的燒杯里，旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)桿。對(duì)于牛頓流體，由于離心力的作用，液面將呈凹形;而對(duì)于黏彈性流體，卻向杯中心流動(dòng)，并沿桿向上爬，液面變成凸形，甚至在實(shí)驗(yàn)桿旋轉(zhuǎn)速度很低時(shí)，也可以觀察到這一現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)混合器時(shí)，必須考慮爬桿效應(yīng)的影響。同樣，在設(shè)計(jì)非牛頓流體的輸運(yùn)泵時(shí)，也應(yīng)考慮和利用這一效應(yīng)。
無(wú)管缸吸或開(kāi)口虹吸圖3
對(duì)于牛頓流體來(lái)說(shuō)，在虹吸實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果將虹吸管提離液面，虹吸馬上就會(huì)停止。但對(duì)高分子液體，如聚異丁烯的汽油溶液和百分之一的POX水溶液，或聚醣在水中的輕微凝肢體系等，都很容易表演無(wú)管虹吸實(shí)驗(yàn)。將管子慢慢地從容器撥起時(shí)，可以看到雖然管子己不再插在液體里，液體仍源源不斷地從杯中抽出，繼續(xù)流進(jìn)管里。甚至更簡(jiǎn)單些，連虹吸管都不要，將裝滿該液體的燒杯微傾，使液體流下，該過(guò)程一旦開(kāi)始，就不會(huì)中止，直到杯中液體都流光。這種無(wú)管虹吸的特性，是合成纖維具備可紡性的基礎(chǔ)。
湍流減阻也稱Toms效應(yīng)圖4
非牛頓流體顯示出的另一奇妙性質(zhì)，是湍流減阻。人們觀察到，如果在牛頓流體中加入少量聚合物，則在給定的速率下，可以看到顯著的壓差降。湍流一直是困擾理論物理和流體力學(xué)界未解決的難題。然而在牛頓流體中加入少量高聚物添加劑，卻出現(xiàn)了減阻效應(yīng)。有人報(bào)告:在加入高聚物添加劑后，測(cè)得猝發(fā)周期加大了，認(rèn)為是高分子鏈的作用。雖然湍流減阻效應(yīng)的道理尚未弄得很清楚，卻己有不錯(cuò)的應(yīng)用。在消防水中添加少量聚乙烯氧化物，可使消防車龍頭噴出的水的揚(yáng)程提高一倍以上。應(yīng)用高聚物添加劑，還能改善氣蝕發(fā)生過(guò)程及其破壞作用。
其他性質(zhì)
非牛頓流體除具有以上幾種有趣的性質(zhì)外，還有其他一些受到人們重視的奇妙特性，如拔絲性(能拉伸成極細(xì)的細(xì)絲，可見(jiàn)"春蠶到死絲方盡"一文)，剪切變稀(可見(jiàn)"腱鞘囊腫治愈記"一文)，連滴效應(yīng)(其自由射流形成的小滴之間有液流小桿相連)，液流反彈等。
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膠變性流體非牛頓流動(dòng)