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» 黛博拉·诺尔

黛博拉·诺尔

1960
  • Markus Reiner
测量流体材料中德博拉数的实验室流变学实验。

(图片仅供参考)

德博拉数是流变学中的一个无量纲量,用于表征材料的流动性。它是弛豫时间(材料的固有特性)与实验或观测的特征时间尺度之比。计算公式为 [latex]De = \frac{t_c}{t_p}[/latex],其中 [latex]t_c[/latex] 为松弛时间,[latex]t_p[/latex] 为观测时间。

德博拉数是理解材料在特定条件下表现为流体还是固体的关键框架。较高的德博拉数(De > 1)表明材料表现出类似固体的行为,此时材料在变形过程完成之前没有足够的时间松弛和流动。在这种情况下,材料的弹性性质占主导地位。一个经典的例子是橡皮泥,它可以像液体一样缓慢拉伸(De > 1)。

相反,较低的德博拉数(De < 1)表明材料具有类似流体的行为。观察时间远长于材料的弛豫时间,使得分子链或粒子能够重排并响应所施加的应力而流动。大多数常见液体(例如水)的弛豫时间极短,因此在日常情况下它们的德博拉数几乎总是很低,表现得像简单的粘性流体。

这一概念由马库斯·雷纳 (Markus Reiner) 提出,并以圣经中女先知底波拉的一首歌中的一句歌词命名:“群山在耶和华面前流动”。这句诗意的引用抓住了该概念的精髓:即使是像山脉这样看似坚实的物质,如果在足够长的时间尺度(地质时间)上观察,也会流动。底波拉数在工艺工程中至关重要,尤其对于聚合物等粘弹性材料而言,必须根据材料的弛豫时间 (t_c) 精确控制加工速度(确定 t_p),以避免熔体断裂等缺陷。

UNESCO Nomenclature: 2203
- 连续介质力学

类型

抽象系统

中断

重大的

用法

广泛使用

前体

  • 粘度的概念(牛顿)
  • 弹性理论(胡克理论)
  • 连续介质力学的发展
  • 了解分子松弛过程

应用程序

  • 聚合物加工
  • 玻璃制造
  • 地球物理学(地幔对流)
  • 食品加工

专利:

NA

潜在创新理念

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相关术语:黛博拉数、流变学、粘弹性、无量纲数、弛豫时间、流体动力学、连续介质力学、马库斯·雷纳。

历史背景

黛博拉·诺尔

1950
1957
1958
1960
1960
1960
1960
1950
1957
1957
1959-11
1960
1960
1960
1960

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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