비뉴턴 유체 이해: 유형, 거동 및 응용
비뉴턴 유체는 뉴턴의 점도 법칙에 따라 예상되는 거동을 따르지 않는 유체입니다. 즉, 전단응력과 전단율의 관계는 선형이 아니라 오히려 흐름의 이력에 따라 달라집니다.
뉴턴 유체에서 점도는 일정하고 전단응력과 전단율의 관계는 선형입니다. 그러나 비뉴턴 유체에서는 전단율이나 흐름 이력에 따라 점도가 변합니다. 이는 전단율 또는 흐름 이력의 다양한 조건에서 유체의 거동이 뉴턴 유체의 거동과 다를 것임을 의미합니다.
비뉴턴 유체에는 다음을 포함하여 여러 유형이 있습니다.
1. 전단박화 유체: 이 유체는 전단 속도가 높을수록 점도가 낮아집니다. 이는 전단율이 증가함에 따라 점성이 낮아진다는 것을 의미합니다. 예에는 케첩과 페인트가 포함됩니다.
2. 전단 농축 유체: 이 유체는 전단 속도가 높을수록 점도가 높아집니다. 이는 전단율이 증가함에 따라 점성이 더 높아진다는 것을 의미합니다. 예로는 옥수수 전분 현탁액 및 팽창성 젤이 있습니다.
3. 요변성 유체: 이 유체는 일정한 전단 응력 하에서 시간이 지남에 따라 점도가 감소합니다. 이는 오랜 시간 동안 일정한 전단 응력을 받으면 점성이 낮아진다는 것을 의미합니다. 예에는 점토와 젤라틴이 포함됩니다.
4. Rheopectic 유체: 이 유체는 일정한 전단 응력 하에서 시간이 지남에 따라 점도가 증가합니다. 이는 오랜 시간 동안 일정한 전단 응력을 받으면 점성이 더 높아진다는 것을 의미합니다. 예로는 용융 유리 및 일부 폴리머 용액이 있습니다.
비뉴턴 유체는 유동 불안정성, 비선형 유동 패턴 및 자가 치유 특성을 포함한 광범위한 동작을 나타냅니다. 이는 혈액 유변학, 현탁액 및 유제의 거동, 파이프라인 및 혼합 탱크의 복잡한 유체 흐름 연구와 같은 다양한 자연 및 산업 응용 분야에서 발견됩니다.
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