幂律流体

幂律流体（英語：power-law fluid）是一类非牛顿流体，其剪应力τ可表示为

${\displaystyle \tau =K\left({\frac {\partial u}{\partial y}}\right)^{n}}$

其中，

• K为稠度指数（flow consistency index）
• ∂u/∂y为剪切速率（shear rate）
• n为流动特性指数（flow behaviour index）

表观粘度（apparent viscosity）或有效粘度（effective viscosity）则可表示为

${\displaystyle \mu _{\operatorname {eff} }=K\left({\frac {\partial u}{\partial y}}\right)^{n-1}}$

上述关系式又被称为奥斯特瓦尔德－德沃尔幂律关系（Ostwald–de Waele power law）。^[1][2]

幂律流体可以根据流动特性指数n取值的不同而分为三类：

• n<1：假塑性流体（剪切稀化流体）
• n=1：牛顿流体
• n>1：胀流性流体（剪切增稠流体）

假塑性流体

“假塑性流体又名剪切变稀流体，是一类行为与时间无关的流体，在高剪切速率下具有较低的表观粘度。这一类流体往往是由高分子溶质分散在小分子溶剂中形成的。通常认为，在低剪切情况下，链状的大分子团会随机翻滚并且会对较大区域内流体产生影响，但随着剪切速率的增加，这些大分子会逐渐趋向于沿着剪切的方向排列，降低其产生的阻力”

参考文献

1. e.g. G. W. Scott Blair et al., J. Phys. Chem., (1939) 43 (7) 853–864. Also the de Waele-Ostwald law, e.g Markus Reiner et al., Kolloid Zeitschrift (1933) 65 (1) 44-62
2. Ostwald called it the de Waele-Ostwald equation: Kolloid Zeitschrift (1929) 47 (2) 176-187