Comprensione dei fluidi non newtoniani: tipi, comportamenti e applicazioni
I fluidi non newtoniani sono quelli il cui comportamento non segue il comportamento previsto secondo la legge della viscosità di Newton. In altre parole, la relazione tra lo sforzo di taglio e la velocità di taglio non è lineare, ma dipende piuttosto dalla storia del flusso.
In un fluido newtoniano, la viscosità è costante e la relazione tra lo sforzo di taglio e la velocità di taglio è lineare. Tuttavia, in un fluido non newtoniano, la viscosità cambia con la velocità di taglio o con la storia del flusso. Ciò significa che il comportamento del fluido in diverse condizioni di velocità di taglio o storia del flusso sarà diverso da quello di un fluido newtoniano.
Esistono diversi tipi di fluidi non newtoniani, tra cui:
1. Fluidi che assottigliano il taglio: questi fluidi hanno una viscosità inferiore a velocità di taglio più elevate. Ciò significa che diventano meno viscosi all'aumentare della velocità di taglio. Gli esempi includono ketchup e vernice.
2. Fluidi addensanti al taglio: questi fluidi hanno una viscosità maggiore a velocità di taglio più elevate. Ciò significa che diventano più viscosi all’aumentare della velocità di taglio. Gli esempi includono la sospensione di amido di mais e i gel dilatanti.
3. Fluidi tixotropici: questi fluidi hanno una viscosità decrescente nel tempo sotto stress di taglio costante. Ciò significa che diventano meno viscosi poiché sono sottoposti a sollecitazioni di taglio costanti per un periodo di tempo più lungo. Gli esempi includono argilla e gelatina.
4. Fluidi reopectici: questi fluidi hanno una viscosità crescente nel tempo sotto costante stress di taglio. Ciò significa che diventano più viscosi poiché sono sottoposti a sollecitazioni di taglio costanti per un periodo di tempo più lungo. Gli esempi includono vetro fuso e alcune soluzioni polimeriche.
I fluidi non newtoniani mostrano un'ampia gamma di comportamenti, tra cui instabilità del flusso, schemi di flusso non lineari e proprietà di autoriparazione. Si trovano in molte applicazioni naturali e industriali, come nello studio della reologia del sangue, nel comportamento di sospensioni ed emulsioni e nel flusso di fluidi complessi in condutture e serbatoi di miscelazione.
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