Tìm hiểu chất lỏng phi Newton: Các loại, hành vi và ứng dụng

Chất lỏng phi Newton là chất lỏng có hành vi không tuân theo hành vi mong đợi theo định luật nhớt của Newton. Nói cách khác, mối quan hệ giữa ứng suất cắt và tốc độ cắt không phải là tuyến tính mà phụ thuộc vào lịch sử của dòng chảy.

Trong chất lỏng Newton, độ nhớt là không đổi và mối quan hệ giữa ứng suất cắt và tốc độ cắt là tuyến tính. Tuy nhiên, trong chất lỏng phi Newton, độ nhớt thay đổi theo tốc độ cắt hoặc lịch sử của dòng chảy. Điều này có nghĩa là hoạt động của chất lỏng trong các điều kiện khác nhau về tốc độ cắt hoặc lịch sử dòng chảy sẽ khác với hoạt động của chất lỏng Newton.

Có một số loại chất lỏng phi Newton, bao gồm:

1. Chất lỏng cắt mỏng: Những chất lỏng này có độ nhớt thấp hơn ở tốc độ cắt cao hơn. Điều này có nghĩa là chúng trở nên ít nhớt hơn khi tốc độ cắt tăng lên. Ví dụ bao gồm nước sốt cà chua và sơn.
2. Chất lỏng làm đặc cắt: Những chất lỏng này có độ nhớt cao hơn với tốc độ cắt cao hơn. Điều này có nghĩa là chúng trở nên nhớt hơn khi tốc độ cắt tăng. Ví dụ bao gồm hỗn dịch bột bắp và gel giãn nở.
3. Chất lỏng thixotropic: Những chất lỏng này có độ nhớt giảm dần theo thời gian dưới ứng suất cắt liên tục. Điều này có nghĩa là chúng trở nên ít nhớt hơn khi chúng phải chịu ứng suất cắt liên tục trong thời gian dài hơn. Ví dụ bao gồm đất sét và gelatin.
4. Chất lỏng biến dạng: Những chất lỏng này có độ nhớt tăng dần theo thời gian dưới ứng suất cắt liên tục. Điều này có nghĩa là chúng trở nên nhớt hơn khi chúng phải chịu ứng suất cắt liên tục trong thời gian dài hơn. Các ví dụ bao gồm thủy tinh nóng chảy và một số dung dịch polymer.

Chất lỏng phi Newton thể hiện nhiều hành vi, bao gồm tính không ổn định của dòng chảy, mô hình dòng chảy phi tuyến và đặc tính tự phục hồi. Chúng được tìm thấy trong nhiều ứng dụng tự nhiên và công nghiệp, chẳng hạn như trong nghiên cứu lưu biến máu, hoạt động của huyền phù và nhũ tương, cũng như dòng chảy của chất lỏng phức tạp trong đường ống và bể trộn.