A nem newtoni folyadékok megértése: típusok, viselkedések és alkalmazások

A nem newtoni folyadékok azok, amelyek viselkedése nem követi a Newton viszkozitási törvénye szerint elvárt viselkedést. Más szóval, a nyírófeszültség és a nyírósebesség közötti kapcsolat nem lineáris, hanem az áramlás történetétől függ. A newtoni folyadékban a viszkozitás állandó, a nyírófeszültség és a nyírási sebesség közötti kapcsolat pedig lineáris. Azonban egy nem newtoni folyadékban a viszkozitás a nyírási sebességgel vagy az áramlás történetével változik. Ez azt jelenti, hogy a folyadék viselkedése a nyírási sebesség vagy az áramlási előzmények különböző körülményei között eltér egy newtoni folyadékétól.

Többféle nem-newtoni folyadék létezik, többek között:

1. Nyírással hígító folyadékok: Ezeknek a folyadékoknak kisebb a viszkozitása nagyobb nyírási sebesség mellett. Ez azt jelenti, hogy a nyírási sebesség növekedésével kevésbé viszkózusak lesznek. Ilyen például a ketchup és a festék.
2. Nyírási sűrítő folyadékok: Ezeknek a folyadékoknak nagyobb a viszkozitása nagyobb nyírási sebesség mellett. Ez azt jelenti, hogy a nyírási sebesség növekedésével viszkózusabbá válnak. Ilyen például a kukoricakeményítő szuszpenzió és a dilatáns gélek.
3. Tixotróp folyadékok: Ezeknek a folyadékoknak a viszkozitása az idő múlásával, állandó nyírófeszültség mellett csökken. Ez azt jelenti, hogy kevésbé viszkózussá válnak, mivel hosszabb ideig állandó nyírófeszültségnek vannak kitéve. Ilyen például az agyag és a zselatin.
4. Reopektikus folyadékok: Ezeknek a folyadékoknak a viszkozitása az idő múlásával állandó nyírófeszültség hatására nő. Ez azt jelenti, hogy viszkózusabbá válnak, mivel hosszabb ideig állandó nyírófeszültségnek vannak kitéve. A példák közé tartozik az olvadt üveg és néhány polimer oldat. A nem-newtoni folyadékok viselkedése széles skálát mutat, beleértve az áramlási instabilitást, a nemlineáris áramlási mintákat és az öngyógyító tulajdonságokat. Számos természetes és ipari alkalmazásban megtalálhatók, mint például a vér reológiájának, a szuszpenziók és emulziók viselkedésének, valamint a csővezetékekben és keverőtartályokban történő összetett folyadékok áramlásának tanulmányozásában.