Reologie

Reologia ( compoziția lingvistică din greaca veche ῥέω , reo , care înseamnă „a curge” ^[1] și -λογία , -logìa , care înseamnă „vorbire, expresie, teorie” ^[2] ) este știința care studiază echilibrele atinse în materia deformată din cauza stresului . ^[3]

Constituie un punct de întâlnire interdisciplinar pentru o varietate de discipline științifice: biologie , chimie , fizică , matematică , inginerie și geologie .

Există diferite materiale implicate în studiul reologic: produse farmaceutice , alimentare , materiale plastice , cauciucuri , ceramică ( reologia ceramicii ). Toate aceste materiale nu sunt complet omogene , dar prezintă un comportament neregulat care, dacă nu este analizat complet, poate duce la comportamente neașteptate în timpul procesului de fabricație.

fundal

În 1678 a fost definită legea lui Hooke care leagă tensiunea σ de deformarea ε în cazul materialelor elastice : ^[4]

\sigma =E\cdot \epsilon

{\ displaystyle \ sigma = E \ cdot \ epsilon}

{\ displaystyle \ sigma = E \ cdot \ epsilon}

unde E se numește modulul lui Young .

În 1687 a fost formulată legea lui Newton privind vâscozitatea , conform căreia viteza de deformare este direct proporțională cu tensiunea prin vâscozitate, care pentru materialele newtoniene este constantă, deoarece rata de deformare variază. ^[4]

În 1868, conceptul de viscoelasticitate a fost introdus de James Clerk Maxwell . ^[5]

În 1878 Ludwig Boltzmann a verificat principiul suprapunerii efectelor pentru solicitări aplicate unui corp aflat sub stres. ^[5]

În jurul anului 1905 Frederick Thomas Trouton definește relația care leagă vâscozitatea alungită η _și l de vâscozitatea de forfecare η: ^[5]

\eta _{el}=3\cdot \eta

{\ displaystyle \ eta _ {el} = 3 \ cdot \ eta}

{\ displaystyle \ eta _ {el} = 3 \ cdot \ eta}

În 1928 Eugene C. Bingham a folosit pentru prima dată termenul de „reologie”. ^[6]

La 29 aprilie 1929, Societatea de reologie a fost fondată în Columbus ( Ohio ) de un grup de oameni de știință, printre care Eugene C. Bingham , Wolfgang Ostwald , Ludwig Prandtl și Markus Reiner . ^[4]

În 1964 a fost definit numărul Deborei care oferă baza teoretică pentru o interpretare precisă a semnificației lichidului și solidului . ^[4]

Comportamente reologice

Reprezentarea diferitelor comportamente reologice

Fluid newtonian

Același subiect în detaliu: fluid Newtonian .

Un fluid este definit ca newtonian atunci când viteza de curgere crește liniar cu creșterea efortului aplicat. În acest caz, vâscozitatea este constantă și depinde doar de presiune și temperatură:

\sigma ={\frac {\partial \gamma }{\partial t}}\cdot \eta

{\ displaystyle \ sigma = {\ frac {\ partial \ gamma} {\ partial t}} \ cdot \ eta}

{\ displaystyle \ sigma = {\ frac {\ partial \ gamma} {\ partial t}} \ cdot \ eta}

unde este:

σ este efortul aplicat (exprimat în Pa);
η este vâscozitatea (exprimată în Pa · s);
γ este deformarea (%);
∂γ / ∂t este rata de deformare (s ⁻¹ ).

Plastic sau fluid Bingham

Același subiect în detaliu: lichid Bingham .

Fluidele care prezintă un comportament asemănător plasticului încep să curgă numai după ce forța de forfecare a depășit o anumită valoare prag, σ ₀ , care ia numele de „limită de curgere”. Dincolo de această valoare, fluidul se comportă ca un newtonian. Ecuația care reprezintă acest comportament este ecuația lui Bingham:

\sigma ={\frac {\partial \gamma }{\partial t}}\cdot \eta +\sigma _{0}

{\ displaystyle \ sigma = {\ frac {\ partial \ gamma} {\ partial t}} \ cdot \ eta + \ sigma _ {0}}

{\ displaystyle \ sigma = {\ frac {\ partial \ gamma} {\ partial t}} \ cdot \ eta + \ sigma _ {0}}

Lichid pseudoplastic

Același subiect în detaliu: lichid pseudoplastic .

Un pseudoplastic este definit ca un fluid al cărui debit începe chiar și sub acțiunea unor forțe modeste și viteza de curgere crește pe măsură ce efortul aplicat crește. Spre deosebire de fluidele newtoniene, reograma are o tendință curbiliniară și, prin urmare, nu este posibil să se exprime coeficientul de vâscozitate al fluidului cu o singură valoare. Vâscozitatea unui sistem pseudoplastic scade odată cu creșterea ratei de forfecare.

Fluid de dilatare

Același subiect în detaliu: Fluid de dilatare .

Un dilatant este definit ca un fluid al cărui flux începe chiar și sub acțiunea forțelor modeste. Debitul de dilatare este caracteristic suspensiilor foarte concentrate (peste 50% în greutate) de particule solide suficient de mici și ne-floculate. Particulele în starea de repaus sunt ambalate în așa fel încât să minimizeze spațiile inter-particule, iar cantitatea de lichid reținută în aceste spații este suficientă doar pentru a asigura o lubrifiere care să permită, la viteză de tăiere redusă, un anumit flux. Când sistemul este agitat rapid, devine mai vâscos pe măsură ce mișcarea particulelor determină o creștere a volumului sistemului, astfel încât cantitatea limitată de vehicul lichid nu este suficientă pentru a umple spațiile goale și nu mai poate asigura lubrifierea necesară pentru a reduce frecarea dintre particule, responsabile de creșterea vâscozității.

Limita de derulare

Limita de debit este efortul minim necesar pentru a face un flux de fluid. Poate fi obținut prin modelare din curba de forfecare controlată (limită dinamică de alunecare) sau cu măsurători directe cu tensiune controlată (curba fluxului de solicitare controlată și teste de relaxare).

Thixotropy

Același subiect în detaliu: tixotropia și reopexia .

Tixotropia indică transformarea reversibilă și izotermă a gelului / solului / gelului unui sistem coloidal, cauzată de solicitări mecanice, cum ar fi amestecarea și odihna ulterioară. Un sistem este tixotrop sau reopexic atunci când vâscozitatea acestuia variază în funcție de timp.

Comportamentul tixotrop este reversibil deoarece, dacă sistemul este lăsat într-o stare de repaus pentru un timp suficient, fenomenul descris mai sus se repetă. Reversibilitatea comportamentului tixotrop derivă din reversibilitatea proceselor de distrugere și reconstrucție a structurii materialului:

substanțe tixotrope: reversibil ele devin mai puțin vâscoase odată cu creșterea timpului de curgere;
substanțe reopexice : în mod reversibil devin mai vâscoase odată cu creșterea timpului de curgere.

Notă

^ Reo- , în Treccani.it - Treccani Vocabulary online , Institute of the Italian Encyclopedia. Adus pe 5 iunie 2014 .
^ -Logia , în Treccani.it - Vocabularul Treccani online , Institutul Enciclopediei Italiene. Adus pe 5 iunie 2014 .
^ Reologie , în Treccani.it - Treccani Vocabulary online , Institute of the Italian Encyclopedia. Adus pe 5 iunie 2014 .
^ ^a ^b ^c ^d http://www.treccani.it/export/sites/default/Portale/sito/altre_aree/scienze_della_terra/encyclopedia/italiano_vol_5/249_262__x4_3_Reologia_x_ita.pdf ^{[ link rupt ]}
^ ^a ^b ^c Copie arhivată ( PDF ), pe dipic.unipd.it . Adus la 21 noiembrie 2010 (arhivat din original la 3 decembrie 2012) .
^ http://www.tesionline.it/__PDF/25258/25258p.pdf

Bibliografie

( EN ) Warren McCabe, Julian Smith, Peter Harriott, Unit Operations In Chemical Engineering , ediția a 6-a, Tata Mcgraw Hill Publishers, 2005, pp. 46-51, ISBN 0-07-060082-1 .

Alte proiecte

Wikționarul conține dicționarul lema « reologie »
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre reologie

linkuri externe

Reologie , pe Treccani.it - Enciclopedii online , Institutul Enciclopediei Italiene .
( EN ) Rheology , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
( RO ) IUPAC Gold Book, „reologie” , pe goldbook.iupac.org .
Societatea italiană de reologie , pe sir-reologia.com .
( EN ) Deepak Doraiswamy, Originile reologiei: o scurtă excursie istorică. ( PDF ), pe rheology.org .
( EN ) Video despre istoria reologiei , pe mie.utoronto.ca .

Controlul autorității	Tezaur BNCF 34253 · GND (DE) 4049828-1 · NDL (EN, JA) 00.569.416

Portalul de fizică

Portal de inginerie

Portalul de materiale

[1] Reo- , în Treccani.it - Treccani Vocabulary online , Institute of the Italian Encyclopedia. Adus pe 5 iunie 2014 .

[2] -Logia , în Treccani.it - Vocabularul Treccani online , Institutul Enciclopediei Italiene. Adus pe 5 iunie 2014 .

[3] Reologie , în Treccani.it - Treccani Vocabulary online , Institute of the Italian Encyclopedia. Adus pe 5 iunie 2014 .

[trec-4] ttp://www.treccani.it/export/sites/default/Portale/sito/altre_aree/scienze_della_terra/encyclopedia/italiano_vol_5/249_262__x4_3_Reologia_x_ita.pdf ^{[ link rupt ]}

[dipic-5] Copie arhivată ( PDF ), pe dipic.unipd.it . Adus la 21 noiembrie 2010 (arhivat din original la 3 decembrie 2012) .

[6] ttp://www.tesionline.it/__PDF/25258/25258p.pdf

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

V · D · M Mecanica clasică și mecanica mediilor continue
Cantități intensive	Densitate · Viteza macroscopică · Media câmpului · intern de tensiune · Temperatura · Deformarea · Densitate termică
Cantități mari	Massa · Capacitate · impuls · forță externă · energie internă · căldură · Disipare · munca termodinamic
Bilanțe contabile	Conservarea masei · echilibru de impuls · balanța energiei interne
Aproximări	Ecuații ale lui Euler · ecuații Navier-Stokes · Ecuațiile Burnett
Citit	Legea lui Pascal · Legea lui Newton · Legea Fourier · Stokes Legea · Legea lui Hooke
Mecanica solidelor	Solid · Teoria elasticității · Teoria Plasticitate · reologie · viscoelasticity
Mecanica fluidelor	Fluid · Statica fluidelor · Fluid · Vâscozitate · newtonian fluid · Fluid non-newtonian