Розуміння неньютонівських рідин: типи, поведінка та застосування

Неньютонівські рідини – це рідини, поведінка яких не відповідає очікуваній поведінці відповідно до закону в’язкості Ньютона. Іншими словами, залежність між напругою зсуву та швидкістю зсуву не є лінійною, а скоріше залежить від історії течії.

У ньютонівській рідині в’язкість постійна, а залежність між напругою зсуву та швидкістю зсуву є лінійною. Однак у неньютонівській рідині в’язкість змінюється зі швидкістю зсуву або історією потоку. Це означає, що поведінка рідини за різних умов швидкості зсуву або історії потоку відрізнятиметься від поведінки ньютонівської рідини.

Існує декілька типів неньютонівських рідин, зокрема:

1. Рідини, що розріджують зсув: ці рідини мають меншу в’язкість при вищих швидкостях зсуву. Це означає, що вони стають менш в'язкими зі збільшенням швидкості зсуву. Приклади включають кетчуп і фарбу.
2. Рідини, що згущують зсув: ці рідини мають вищу в’язкість при вищих швидкостях зсуву. Це означає, що вони стають більш в'язкими зі збільшенням швидкості зсуву. Приклади включають суспензію кукурудзяного крохмалю та розширювальні гелі.
3. Тиксотропні рідини: в’язкість цих рідин з часом зменшується під дією постійної напруги зсуву. Це означає, що вони стають менш в'язкими, оскільки піддаються постійному зсуву протягом тривалого періоду часу. Приклади включають глину та желатин.
4. Реопектичні рідини: ці рідини мають зростаючу в’язкість з часом під постійною напругою зсуву. Це означає, що вони стають більш в'язкими, оскільки піддаються постійному зсуву протягом тривалого періоду часу. Приклади включають розплавлене скло та деякі розчини полімерів.

Неньютонівські рідини демонструють широкий спектр поведінки, включаючи нестабільність потоку, нелінійні моделі потоку та властивості самовідновлення. Їх знаходять у багатьох природних і промислових застосуваннях, таких як вивчення реології крові, поведінки суспензій і емульсій, а також потоку складних рідин у трубопроводах і змішувальних резервуарах.