第 4 章 颗粒在流体中的运动习 题 解 答 1．什么是体积分数、质量分数
两者的关系如何
已知石英与水的密度分别为2650kg/m3和 1000kg/m3，将相同质量的石英砂和水配置成悬浮液，求悬浮液的质量分数、体积分数、物理密度和黏度
【解】悬浮体的体积分数 ΦB（旧称容积浓度 λ）是指悬浮体中固体颗粒（或气泡、液滴）的体积占有率，它是无量纲数，数值上等于单位体积的悬浮体中固体颗粒（或气泡、液滴）占有的体积
悬浮体的质量分数 wB（旧称重量浓度 C）是指悬浮体中固体颗粒的质量占有率，它也是无量纲数
若颗粒和流体的密度分别用 δ 和 ρ 表示，体积分数 ΦB与质量分数 wB有下面的关系： 已知 δ=2650kg/m3和 ρ=1000kg/m3，设石英砂和水的质量都是 W，则有 故质量分数、体积分数、物理密度和黏度分别为 0
5000、0
2740、1452kg/m3和2
2．牛顿流体和非牛顿流体的有效黏度和微分黏度有何特点
什么叫屈服切应力
哪些非牛顿流体的流变特性可用幂律模型描述
幂律模型中的参数 K 和 n 有何物理意义
【解】有效粘度是流变曲线上指定点到原点的直线斜率；微分粘度是流变曲线上指定点的切线斜率
牛顿流体的有效黏度等于微分黏度，并且都是常数；宾汉流体，微分粘度为常数，但有效黏度不为常数，并且有效黏度大于微分黏度，当剪切速率趣近于零时有效黏度变为无穷大；假塑性流体的有效黏度大于微分黏度；胀塑性流体的有效黏度小于微分黏度；屈服假塑性流体与宾汉流体有些类似，只是微分黏度不是常数
宾汉认为，当悬浮液的浓度大到其中的颗粒互相接触之后，就有塑性现象发生， 欲使系统开始流动，施加的剪切力必须足以破坏使颗粒形成的网架结构，这个刚好能够破坏颗粒网架结构的切应力就是屈服切应力
假塑性流体（包括胀塑性流体）的流变特性可用如下幂律模型描述： 幂律模型中的参数
