牛頓流體，是指在受力后極易變形，且切應力與變形速率成正比的低粘性流體。
定義
凡不同于牛頓流體的都稱為非牛頓流體。
牛頓內摩擦定律表達式：
式中：τ--所加的切應力；
μ--度量液體粘滯性大小的物理量，簡稱為黏度，物理意義是產生單位剪力速率所需要的剪切應力。
從流體力學的角度來說，凡是服從牛頓內摩擦定律的流體稱為牛頓流體，否則稱為非牛頓流體。
所謂服從內摩擦定律是指在溫度不變的條件下，隨著流速梯度的變化，μ值始終保持一常數(shù)。
數(shù)學表達式
假設流體是各向同性的，應力張量和變形速率張量呈線性齊次函數(shù)關系，則它們之間的最一般線性關系式為：
式中為應力張量，，p為各向同性壓力，為偏應力張量；為變形速率張量；為各向同性體積變形速率張量；為克羅內克符號；為膨脹粘性系數(shù)。式（2）就是廣義牛頓粘性定律的數(shù)學表達式。
公式（1）（2）是牛頓流體的重要標志，也是確定流體流動時必不可少的本構方程。
具體內容
任一點上的剪應力都同剪力變形速率呈線性函數(shù)關系的流體。最簡單的牛頓流體流動是二無限平板以相對速度U相互平行運動時，兩板間粘性流體的低速定常剪切運動（或庫埃特流動）。
1687年，I.艾薩克·牛頓首先做了最簡單的剪切流動實驗。他的實驗如圖所示。在平行平板之間充滿粘性流體，平板間距為d，下板B靜止不動，上板C以速度U在自己平面內等速平移。由于板上流體隨平板一起運動，因此附在上板的流體速度為U，附在下板的流體速度為零。實驗指出，兩板之間的速度分布服從線性規(guī)律。作用在上板的力同板的面積、板的運動速度成正比，同間距d成反比。由此得出：
(1) 式中τ為剪應力；為剪力變形速率；μ為流體動力粘性系數(shù)（即粘度）。這就是著名的牛頓粘性定律。凡是符合此定律的流體稱為牛頓流體，否則是非牛頓流體（見非牛頓流體力學）。假設流體是各向同性的，應力張量和變形速率張量呈線性齊次函數(shù)關系，則它們之間的最一般線性關系式為：
(2) 式中為應力張量；,P為各向同性壓力，為偏應力張量；sij為變形速率張量；為各向同性體積變形速率張量；δij為克羅內克符號；μ┡為膨脹粘性系數(shù)。式(2)就是廣義牛頓粘性定律的數(shù)學表達式。公式(1)(2類流體按壓縮性的大小分氣體和液體。氣體極易壓縮，亦稱稱為可壓縮流體；液體幾乎不可以壓縮，既稱為不可壓縮流體。流體按變形特點又分為牛頓流體和非牛頓流體。非牛頓流體許多液體包括聚合物的熔體和濃溶液，聚合物分散體系(如膠乳)以及填充體系等并不符合牛頓流動定律，這類液體統(tǒng)稱為非牛頓流體。?(1)尤金·賓漢(Bingham)流體或塑難易程度，僅對其流動性的好壞作一個大致性相對的比較。表觀粘度大則流動性差。冪律定律： 式中：K——稠度系數(shù)，是一種材料常數(shù) n——流動指數(shù)或非牛頓指數(shù) 當時，流動屬于牛頓型，K即為粘度；當n不等于1時，n表示該流體與牛頓流體的偏離程度，故n稱為非牛頓指數(shù)；當時，屬假塑性體。稠度或導數(shù)粘度：流動曲線上任意點的斜率，為該切變速率下的稠度或微分粘度。 (3)脹塑體特點：無屈服應力，一個無限小的剪力應力就能使其開始運動。其表觀粘度隨切變速率的增大而增大，故稱作切力增稠體。非牛頓指數(shù) 懸浮體和聚合物-填料 (4)依時性非牛頓流體特點：指恒溫、恒γ情況下，粘度隨受剪時間而變化的流體。分觸變體和流凝體兩種。
應用
自然界中許多流體是牛頓流體。水、乙醇等大多數(shù)純液體、輕質油、低分子化合物溶液以及低速流動的氣體等均為牛頓流體；有機高分子化合物聚合物的濃溶液和懸浮液等一般為非牛頓流體。
參考資料 >