为了研究力引起的变形，流变学有实验与理论模拟两个互相促进的途径。试验方面采用多种流变仪，比如毛细管流变仪来测量在不同剪切应力作用下，流体粘度、流速等的变化，再进行分析，从中得出该物质的模量、分子量等重要性质。医学检查上常用的血流变测定也是此原理。也可以通过流变仪模拟流体在注射等成型过程中所受的应力和流体的变形，使得流变学成为研究高分子加工过程所必需的内容。
理论模拟是通过实验数据提出符合此类物质的物理背景，将其与普适的数学模型相结合。目标是可以通过数学计算描述流体运动。其物理背景较为复杂，对于纯弹性物体，可以用胡克定律来描述，即应力与应变成正比。对于牛顿流体，可以用应力＝粘度×应变速率来描述。但是现实中的固体存在不符合胡克定律的塑性变形，液体也全是非牛顿流体。特别对于高分子，具有粘弹性性质，情况复杂。其数学模型主要借助于连续介质力学。目前对于一般流体的简单流动，理论模拟效果较好，但是对于复杂流道，由于存在很多复杂的边界效应，目前的计算能力还无法给出比较好的结果，这也成为近来流变学研究的重要方向。
流变学作为一门研究物质流动与变形的学科，与化学特别是胶体化学、高分子化学密切相关。随着三大合成材料工业的不断发展，近年来流变学研究也迅速发展起来，世界各国尤其是各工业发达国家纷纷成立了流变学会，如英国、德国、法国、荷兰、瑞典、日本、墨西哥、加拿大等。由于流变学具有交叉边缘学科的特点，因此它的应用范围相当广泛。
在石油、石化行业中的应用
由于从原油开采技术，如三次采油、完井等，到原油储运、短线运输、酸化压裂、聚合物压裂以及清洁胶束压裂液，无不与流变学有关。因此，流变学在该行业得到了广泛重视，并得到了良好的普及。
强化采油 新打的油井能保持一定的压力，自喷出一部分原油，但当油井压力开始下降时，二次采油即将开始。注水时在油水界面容易产生粘性指进现象，不利于采油，此时尚有50％的原油未能采出。强化采油即三次采油的潜力很大。三次采油的方法之一为高分子溶液灌注，所选材料有较柔性的聚丙烯酰胺和较刚性的黄原胶，虽然它们在剪切流场中行为相似，但在拉伸流场中则迥然不同，这点必须用流变学的观点判断清楚。
聚合物加工 通常聚合物必须经过再加工才能应用，而加工又分为注塑、挤出、压延、吹塑、纺丝等过程。但是，不管什么形式的加工，其中都充满了流变学的问题。欧美等工业发达国家均有专家专门研究聚合物加工发达国家均有专家专门研究聚合物加工流变学，每年还召开年会进行学术交流。由于国外已经开发出以流变学为基础计算机设计应用软件，因此，可以制造出大型塑料汽车铸件和大型飞机机身铸件。
农用薄膜的制造通常采用吹塑工艺。吹塑主要是通过聚合熔体进行，即熔体以管或泡的形式从挤压机出来后拉成薄膜，使其达到最终的厚度和分子取向。此时原料的拉伸粘度很明显是重要的流变参数。所以，流变学中拉伸粘度的测定被认为是具有工业重要性的研究，也就不足为奇了。
润滑油制造 润滑油中添加高分子稠化剂的目的是为了降低粘度随温度激烈变化的程度，使其在高温时可以保持良好的动力润滑，低温时也不会有过多的磨损。汽车用油的粘度用等级来代表，采用流变添加剂可制成满足多种等级需要的汽油。添加剂可以使基础油的粘度增加3倍以上。在润滑油中可以测出粘弹性效应，但是润滑剂流变学认为，粘弹性和增大的粘度均有利于支撑负荷。
在医药领域中的应用
生物流变学 如果说传统的流变学是应工业需要发展起来的，那么，生物流变学则是随着生命科学的发展应运而生的。在生物流变学中目前研究最广泛深入的是血液和血管流变学，是现代医学和理工科学之间的一门重要边缘学科。
此外，还应用在临床医学、制药等领域。
在轻工领域中的应用
轻工产品如牙膏、化妆品、清洁剂中必须用流变学指标控制质量和调节配方。以牙膏为例，人们使用牙膏时挤出要容易，挤出后要求挺括，在牙刷上不能下陷，刷牙时又要轻松，这就是要求牙膏遇剪时粘度迅速下降，而静止时又要具备一定的屈服应力，以保持坚挺。
我国流变学的应用研究起步较晚，20世纪60年代还只有个别自发研究，目前的应用研究领域较少，甚至连流变学赖以发展的聚合物加工行业也知之不多。以塑料制品为例，塑料厂引进的模具“吃”进口的聚合物粒子时，制品光滑、美观，可以和国外的同类产品相媲美，而一旦换成国产原料粒子时，产品质量就下降。这是因为所使用的模具是按国外原料的流变性能设计的，而国产原料的流变性与进口原料并不完全相同，所以制品质量下降。尽管生产厂对模具进行完善修改，但也只是凭经验做机械上的改动，并未考虑到粒子的流变性。
目前，流变学应用研究在我国远未普及，更谈不上发挥它应有的作用。为加强我国流变学的研究，建议相关部门在政策上对流变学这类交叉学科予以扶持，同时在高校尤其是重点高校的有关专业，如化学工程、聚合物加工等，开设流变学课程，特别是对硕士、博士研究生等高级研究人才的培养更为迫切和重要。
血管性疾病，代谢性疾病。流变的概念由Binhan在1920年首先提出，指的是在应力的作用下，物体可产生流动与变形。到1951年，科学家提出研究血液及其有形成分的流动性与形变规律的流变叫血液流变学。近年来，发展到从分子水平研究血液成分的流变特性，如红细胞膜中骨架蛋白、膜磷脂对红细胞流变性的影响，血浆分子成分对血浆粘度的影响等，这些属于分子血液流变。缩写为HR。
牛顿流体是指在任意小的外力作用下即能流动的流体，并且流动的速度梯度(D)与所加的切应力(τ)的大小成正比，这种流体就叫做牛顿流体。牛顿流体的流变方程是：τ＝ηD式中：τ--所加的切应力；
D--流动速度梯度；
η--不依赖于切变速度的常数，叫做黏性系数，简称为黏度
牛顿1687年发表了以水为工作介质的一维剪切流动的实验结果。
实验是在两平行平板间充满水时进行的(图1)，下平板固定不动，上
平板在其自身平面内以等速U向右运动。此时附于上下平板的流体质
点的速度分别为U和0，两平板间的速度呈线性分布。由此得到了著
名的牛顿粘性定律
斯托克斯1845年在牛顿这一实验定律的基础上，作了应力张量是
应变率张量的线性函数、流体各向同性、流体静止时应变率为零的三
项假设，从而导出了广泛应用于流体力学研究的线性本构方程，以及
现被广泛应用的纳维－斯托克斯方程。
后来人们在进一步的研究中知道，牛顿粘性实验定律(以及在此
基础上建立的纳－斯方程)对于描述像水和空气这样低分子量的流体
是适合的，而对描述具有高分子量的流体就不合适了，那时剪应力与
剪切应变率之间已不再满足线性关系。为区别起见，人们将剪应力与
剪切应变率之间满足线性关系的流体称为牛顿流体，而把不满足线性
关系的流体称为非牛顿流体。
早在人类出现之前，非牛顿流体就已存在，因为绝大多数生物流
体都属于现在所定义的非牛顿流体[1]。人身上的血液、淋巴液、囊
液等多种体液以及像细胞质那样的“半流体”都属于非牛顿流体。现
在去医院作血液测试的项目之一，已不再说是“血粘度检查”，而是
“血液流变学检查”(简称血流变)，这就是因为对血液而言，剪应力
与剪切应变率之间不再是线性关系，已无法只给出一个斜率(即粘度)
来说明血液的力学特性。
欢迎分享，转载请注明来源：优选云
微信扫一扫
支付宝扫一扫
