在有一篇《剪切率、剪切应力、黏度的关系》的短文，介绍了剪切率的基本概念，剪切力是施加在流体上的作用力，剪切率是流体流动的速度梯度，在实际生活和生产等工艺过程中，只要涉及流体的流动（形变）过程，搅拌、分散、喷、涂、刷、抹、静置、倾倒、泵送、渗透等等，都会涉及这两个基本参数，而由于流体的流变特性会随着这两个参数的变化，呈现出不同的流动（形变）行为，黏度会随着剪切率的变化而变化。

       这些在流变学里有详细的论述和研究，而在工程领域、流体力学里，一般用雷诺数表征流动的情况。

一、雷诺数

       雷诺数一种可用来表征流体流动情况的无量纲数。Re=ρvd/μ，其中v、ρ、μ分别为流体的流速、密度与黏性系数，d为一特征长度。例如流体流过圆形管道，则d为管道的当量直径。利用雷诺数可区分流体的流动是层流或湍流，也可用来确定物体在流体中流动所受到的阻力。

二、层流：

       对于粘性流体的层状运动，流体微团的轨迹没有明显的不规则脉动。相邻流体层间只有分子热运动造成的动量交换。层流只出现在雷诺数Re（Re=ρUL/μ)较小的情况中，即流体密度ρ、特征速度U和物体特征长度L都很小，或流体粘度μ很大的情况中。当Re超过某一临界雷诺数Recr时，层流因受扰动开始向不规则的湍流过渡，同时运动阻力急剧增大。临界雷诺数主要取决于流动形式。对于圆管，Recr≈2000，这时特征速度是圆管横截面上的平均速度，特征长度是圆管内径。层流一般比湍流的摩擦阻力小，因而在飞行器或船舶设计中，应尽量使边界层流动保持层流状态。

三、紊流：

       紊流一般相对“层流”而言。一般用雷诺数判定。雷诺数小，意味着流体流动时各质点间的粘性力占主要地位，流体各质点平行于管路内壁有规则地流动，呈层流流动状态。雷诺数大，意味着惯性力占主要地位，流体呈紊流流动状态，一般管道雷诺数Re<2100为层流状态，Re>4000为紊流状态，Re=2100～4000为过渡状态。在不同的流动状态下，流体的运动规律。流速的分布等都是不同的，因而管道内流体的平均流速与最大流速的比值也是不同的。因此雷诺数的大小决定了粘性流体的流动特性。速度、压强等物理量在时间和空间中发生脉动的流体运动，又称湍流。

四、层流和紊流的区分：

       层流液体质点作有条不紊的运动，呈现彼此不相混掺的形态；紊流液体质点作不规则运动，呈现互相混掺、轨迹曲折混乱的形态。

       实际液体由于存在粘滞性而具有的两种流动形态。液体质点作有条不紊的运动，彼此不相混掺的形态称为层流。液体质点作不规则运动、互相混掺、轨迹曲折混乱的形态叫做紊流。它们传递动量、热量和质量的方式不同：层流通过分子间相互作用，紊流主要通过质点间的混掺。紊流的传递速率远大于层流。层流（laminar flow）是流体的一种流动状态，它作层状的流动。流体在管内低速流动时呈现为层流，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动。流体的流速在管中心处最大，其近壁处最小。

四、层流和紊流的判定依据：

       在工程领域，一般认为雷诺数小于2000的流体为层流，雷诺数大于4000的流体为紊流。于中间的流体认定为从层流到紊流的转换阶段。际应用中，层流的雷诺数上限设定为2300。

五、剪切率和雷诺数的关系：

       通过以上的基本概念介绍可以看到，剪切率和雷诺数都和流体流动速度有直接关系，和流动速度都是呈正比关系；同时，一般和流体的黏度呈反比关系。但是，由于流变学和流体力学侧重面不同，流变学更注重研究流体在流动过程中的黏度的变化，而流体力学一般不十分关注此种变化，往往会造成在工程设计的设计余量大大超过实际情况，设备选型、管道选型过大的情况，这也是很多流体相关公司开始注重流变学，改进工程设计的合理性。

       以DN管径的管道为例，如果是黏度为1 mPas的水，以100 L/min的流量流动，雷诺数是14.15，剪切率是36.23 1/s；如果是黏度为10 mPas的流体，以100 L/min的流量流动，雷诺数是1.415，剪切率是36.23 1/s；如果是黏度为100 mPas的流体，以100 L/min的流量流动，雷诺数是0.1415，剪切率是36.23 1/s。从以上计算可以看出，同样流量情况下，剪切率是不变的，但不同黏度的物料，计算得到的雷诺数是呈反比的。

       流体的静态黏度越大，非牛顿特性也越明显，一般剪切变稀的倾向也越大，所以流体在流动状态下的实际黏度比静态黏度会低，实际的雷诺数也会比用静态黏度计算得到的低，对这种情况如果不加注意的话，对于需要高雷诺数的设备，会产生实际雷诺数不够的情况。所以在实际进行设备设计时，建议对流体的流变特性做一些详细的了解，计算设备运转时的实际剪切率，从流变曲线得知流体在实际运转情况下的黏度，这样设计出来的设备才是真正符合设计需要的设备。

五、剪切率计算：

       有关各类设备或过程的剪切率计算，经过前人的研究和计算，得到了一些常见过程的计算模型和大致范围。

       不同设备或过程的计算，需要根据实际情况来进行，不能按照剪切率的定义直接套用，目前比较明确的计算模型有：刷涂、静止沉降、管道流动、涂布、滚涂、活塞、泵送、丝网印刷、涂抹、血管流动、皮下注射等，有些复杂过程和设备的计算模型需要根据实际情况或流场不同计算点的位置分别计算。