流變學與物料的流動

剪切應力

剪切應力是你為使流體流動而施加於其上的側向力,按所推壓的單位面積來計量。想象用刀塗抹黃油:刀在表面滑動的力除以接觸面積,就是剪切應力。它是流動故事中「施力」的一側。

更準確地說,剪切應力平行作用於流體層,而非正面擠壓它。當你攪拌、傾倒、泵送或塗抹一款產品時,就對它施加了剪切應力,而流體則以某一剪切速率流動作為回應。其符號通常是希臘字母 tau(τ),國際單位制單位為帕斯卡(Pa)——與壓強相同的單位,只是切向施加。

在流變學中,剪切應力是兩個基本量之一(另一個是剪切速率),二者的關係定義了物料的流動類型。將剪切應力對剪切速率作圖,即得到流變曲線——這一特徵性「指紋」可告訴你物料是牛頓型、剪切變稀型、剪切增稠型還是塑性型。

剪切應力是力除以與流動方向平行的面積,這使其區別於普通壓強——後者的力是垂直作用於表面的。