牛顿和非牛顿流体动力学在加工中的重要性

所有工厂和加工人员都明白，维护产品完整性至关重要。在食品加工，处理可以改变产品的纹理，味道和外观，以及药物处理，维持脆弱的细胞结构是至关重要的。食物的行为，饮料而在加工条件下的药物是需要考虑的关键因素。

这篇文章是写给工厂人员、工程师、质量专家、研发部门和其他加工狂人的，我们关注的是那些对加工过程中产生的作用力有不同反应的产品。这些力包括发生在管道或管道表面的系统压力、速度和摩擦力。例如,泵通过系统产生用于移动流体的压力，并且该压力用作流体上的力。

产品分为两类 -牛顿液体和非牛顿液体．我们讨论了它们在加工过程中的行为以及与每种流体类型相关的常见加工问题。

牛顿和非牛顿流体之间的关键差异是它们对在加工过程中经历的力的反应。

运动中的流体产生的剪切应力是由粒子相互运动引起的。对于在管道中流动的流体，管壁处的流体速度接近零，但流体的速度随着管壁的距离而增加。

取决于流体的粘度和系统内的温度，流体颗粒相对于管壁的相对运动是快还是慢。

较高的剪切速率=较少的粘度（稀释剂）

随着剪切速度增加，一些流体变薄。这些流体称为剪切稀释或触变性。体验剪切变薄的流体包括：例如番茄酱、乳液和血液。

剪切应力是由表面流体的流动引起的。剪切应力的结果是在管表面和管中心的流体速度的差异。

剪切应变

剪切增稠流体在快速移动的剪切力作用下像固体一样。这就是为什么在高转速下运行的泵可以产生快速移动的剪切力和高压，从而导致产品粘度的增加。在高压下，分子剪切增稠产品相互拥挤，抵抗流动。

然而，在较低的压力和较低的速度过程中，分子有时间相互避开，因此它们的粘度降低，使得剪切增稠产物像液体一样，因为分子不会聚集在一起。

对剪切敏感的产品，如番茄酱、洗发水和蛋清必须使用轻轻地处理在整个系统中保留产品完整性。

虽然较慢的RPM泵可以防止泵壳内部受影响的产品，但泵速在您的产品处理中只有一个变量。管道直径和产品温度也具有作用。

泵中剪切

剪切敏感液体在压力或压力下改变粘度。当流经泵内的叶轮时，一些液体的粘性会降低，这种现象称为剪切变薄。其他流体随着力的增加变得更粘滞，这被称为剪切增稠或膨胀。

膨胀剂的独特特征是它们与他们遇到的剪切力成比例地变厚。

用泵搅动水，水就都流出来了;通过泵搅拌玉米淀粉/水混合物，取决于泵产生的剪切应力的量，您的流体具有基本上更高的粘度。

在摩擦损失方面，通过管道的流体粘度的变化同样取决于管壁附近产生的剪切应力的大小，流速和体积在管壁和管壁附近减小，在管道中心增大。

当施加力时，牛顿液体如水的液体不会改变粘度。当施加力时，非牛顿液如番茄酱液体液体。

给定占用点的泵效率是实现温和产品处理的重要因素。泵的效率是通过进入泵的液体量和流出的液体量之间的比率来测量的。

速度，能量，泵效率和管道等因素全部确定如何处理产品。在一些情况下，当产品对处理参数敏感时，工程师可以通过增加线宽和缩短距离来减慢速度，以最大限度地减少压力要求。

温度的作用

温度控制是保持最佳粘度的重要因素，因为产物粘度可以随温度显着变化。

例如，一些食物调味物在加热时具有低粘度，但在冷却时变稠至高粘度。同样，加热蜂蜜，它倒得比冷却到室温时更快。