Fluid non-newtonian
Acest articol sau secțiune pe tema fizicii se crede a fi verificate . |
Un fluid non-newtonian (sau chiar fluid amorf ) este definit ca un fluid a cărui vâscozitate variază în funcție de stresul de forfecare aplicat. În consecință, fluidele non-newtoniene nu au o valoare de vâscozitate definită. Multe soluții polimerice sunt fluide non-newtoniene.
Deși conceptul de vâscozitate este utilizat în mod obișnuit pentru a caracteriza un material, este inadecvat pentru a descrie comportamentul mecanic al unui fluid non-newtonian.
Clasificare
Comportamentul fluidului în termeni reologici poate fi evidențiat prin utilizarea unei diagrame tangențiale tensiune-deformare. [1]
Pot apărea următoarele cazuri:
- dacă rata de deformare depinde liniar de tensiunea de forfecare aplicată, fluidul se numește „ newtonian ”; [2]
- dacă rata de deformare a fluidului depinde într-un mod neliniar de tensiunea de forfecare aplicată, fluidul este numit „non-newtonian”;
- dacă vâscozitatea scade odată cu creșterea duratei stresului sau, cu alte cuvinte, dacă efortul necesar pentru menținerea constantă a vitezei de deformare scade în timp, se spune că fluidul este tixotrop ;
- dacă vâscozitatea crește odată cu creșterea duratei efortului, se spune că fluidul este reopectic sau antitixotrop ;
- dacă vâscozitatea scade odată cu creșterea vitezei de deformare, se spune că fluidul se subțiază atunci când este tuns sau pseudoplastic ;
- dacă vâscozitatea crește odată cu creșterea vitezei de deformare, se spune că fluidul se îngroașă la tăiere sau dilatare ;
- dacă tensiunea este independentă de viteza de deformare, materialul prezintă deformare plastică. [2]
- în plus, materialele neelastice sunt materiale a căror deformare depinde de momentul aplicării sarcinii. [ fără sursă ]
În special în cazul fluidelor non-newtoniene, putem avea următoarele cazuri:
- fluide pseudoplastice : vâscozitatea scade odată cu creșterea vitezei de deformare;
- fluide de dilatare : vâscozitatea crește odată cu creșterea vitezei de deformare.
Majoritatea fluidelor non-newtoniene prezintă un comportament pseudoplastic.
O altă clasificare care poate fi făcută a fluidelor non-newtoniene este cea bazată pe variația comportamentului lor în timp:
- tixotrop : vâscozitatea scade odată cu creșterea timpului;
- reopectic : pe măsură ce timpul crește, viscozitatea crește;
- viscoelastic : dacă forța de acțiune este eliminată, fluidul își recuperează forma inițială, motiv pentru care sunt numite și „fluide cu memorie”.
Exemple comune
Un exemplu (ieftin și netoxic) de fluid non-newtonian și, mai precis, de fluid de dilatare, poate fi făcut prin amestecarea apei și a amidonului de porumb (numit și "maizena") sau a amidonului din cartofi . Aplicarea unei forțe - de exemplu prin împrăștierea suprafeței cu un deget sau prin răsturnarea rapidă a recipientului în care este plasat - determină fluidul să se comporte mai degrabă ca un solid decât ca un lichid. Aceasta este proprietatea „ forfecare îngroșare ” (îngroșare forfecare) a fluidului non-newtonian. Aplicarea forțelor mai slabe, cum ar fi introducerea lentă a unei linguri în fluid, îl va menține în stare lichidă. O persoană care se mișcă rapid și aplică suficientă forță cu picioarele poate merge de fapt peste un astfel de lichid [3] .
Din punct de vedere practic, o substanță care poate fi definită ca un fluid pseudoplastic este necesară atunci când, de exemplu, urmează să fie efectuate procese de vopsire sau serigrafie (exemplu: vopseaua este fluidă atâta timp cât este aplicată cu o perie sau spray dar devine mult mai vâscos și „nu cola” atunci când solicitarea încetează). Fluidele, cum ar fi vopselele, se numesc pseudoplastice (în engleză shear-thinning , ceea ce înseamnă că se subțiază atunci când sunt tăiate).
Alte exemple obișnuite de fluide non-newtoniene sunt reprezentate de sânge , asfalt , pastă de dinți și, mai general, fluide polimerice. De obicei, de aceea, lichidele în suspensie sunt cele care au această caracteristică. Acest lucru se datorează dispariției mișcărilor browniene atunci când suspensia devine mai densă în elementul solid decât în elementul lichid, adică la limita dintre lichidul în suspensie și solidul impregnat și, prin urmare, menținând forma lichidă în aparență, este efectiv din punct de vedere fizic. un solid.
Notă
- ^ tehnologie farmaceutică: fluide newtoniene și non-newtoniene
- ^ a b Meyers și Chawla (1999): "Comportamentul mecanic al materialelor", 98-103.
- ^
Brainiac - Jon Tickle Walks on Custard , pe YouTube .
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe fluid non-newtonian
linkuri externe
| Controlul autorității | Tesauro BNCF 20850 · LCCN (EN) sh85092228 · GND (DE) 4139358-2 · BNF (FR) cb11979094n (dată) · NDL (EN, JA) 00.571.448 |
|---|
