Niet-Newtoniaanse vloeistoffen begrijpen: typen, gedrag en toepassingen

Niet-Newtoniaanse vloeistoffen zijn vloeistoffen waarvan het gedrag niet het verwachte gedrag volgt volgens de viscositeitswet van Newton. Met andere woorden, de relatie tussen schuifspanning en schuifsnelheid is niet lineair, maar hangt eerder af van de geschiedenis van de stroming. In een Newtoniaanse vloeistof is de viscositeit constant en is de relatie tussen schuifspanning en schuifsnelheid lineair. In een niet-Newtoniaanse vloeistof verandert de viscositeit echter met de afschuifsnelheid of de geschiedenis van de stroming. Dit betekent dat het gedrag van de vloeistof onder verschillende omstandigheden van afschuifsnelheid of stromingsgeschiedenis anders zal zijn dan dat van een Newtoniaanse vloeistof. Er zijn verschillende soorten niet-Newtoniaanse vloeistoffen, waaronder: 1. Afschuifverdunningsvloeistoffen: deze vloeistoffen hebben een lagere viscositeit bij hogere afschuifsnelheden. Dit betekent dat ze minder stroperig worden naarmate de afschuifsnelheid toeneemt. Voorbeelden hiervan zijn ketchup en verf.
2. Afschuifverdikkingsvloeistoffen: deze vloeistoffen hebben een hogere viscositeit bij hogere afschuifsnelheden. Dit betekent dat ze stroperiger worden naarmate de afschuifsnelheid toeneemt. Voorbeelden hiervan zijn maïszetmeelsuspensies en dilatante gels.
3. Thixotrope vloeistoffen: Deze vloeistoffen hebben in de loop van de tijd een afnemende viscositeit onder constante schuifspanning. Dit betekent dat ze minder stroperig worden omdat ze gedurende langere tijd aan constante schuifspanning worden blootgesteld. Voorbeelden hiervan zijn klei en gelatine.
4. Rheopectische vloeistoffen: deze vloeistoffen hebben in de loop van de tijd een toenemende viscositeit onder constante schuifspanning. Dit betekent dat ze stroperiger worden naarmate ze gedurende langere tijd aan constante schuifspanning worden blootgesteld. Voorbeelden hiervan zijn gesmolten glas en sommige polymeeroplossingen. Niet-Newtoniaanse vloeistoffen vertonen een breed scala aan gedragingen, waaronder stromingsinstabiliteiten, niet-lineaire stromingspatronen en zelfherstellende eigenschappen. Ze worden aangetroffen in veel natuurlijke en industriële toepassingen, zoals bij de studie van de bloedreologie, het gedrag van suspensies en emulsies, en de stroming van complexe vloeistoffen in pijpleidingen en mengtanks.