Nichtnewtonsches Fluid ist ein Typ von Flüssigkeit, deren sich Fluss-Eigenschaften in jedem Fall von denjenigen von Newtonschen Fluiden unterscheiden. Meistens ist die Viskosität (Widerstand gegen die Deformierung oder anderen Kräfte) nichtnewtonscher Fluide von der Scherrate- oder Scherrate-Geschichte abhängig. Jedoch gibt es einige nichtnewtonsche Fluide damit mähen - unabhängige Viskosität, das stellt dennoch normale Betonungsunterschiede oder anderes nichtnewtonisches Verhalten aus. Viele Salz-Lösungen und geschmolzene Polymer sind nichtnewtonsche Fluide, wie viele allgemein gefundene Substanzen wie Ketschup, Vanillepudding, Zahnpasta, Stärke-Suspendierungen, Farbe, Blut und Shampoo sind. In einem Newtonschen Fluid, der Beziehung zwischen der Scherspannung und der Scherrate ist geradlinig, den Ursprung, die Konstante der Proportionalität durchführend, die der Koeffizient der Viskosität ist. In einem nichtnewtonschen Fluid, der Beziehung zwischen der Scherspannung und der Scherrate ist verschieden, und kann sogar zeitabhängig sein. Deshalb kann ein unveränderlicher Koeffizient der Viskosität nicht definiert werden.

Obwohl das Konzept der Viskosität in der flüssigen Mechanik allgemein verwendet wird, um die scheren Eigenschaften einer Flüssigkeit zu charakterisieren, kann es unzulänglich sein, um nichtnewtonsche Fluide zu beschreiben. Sie werden am besten durch mehrere andere rheological Eigenschaften studiert, die Betonung und Beanspruchungsrate-Tensor unter vielen verschiedenen Fluss-Bedingungen, solcher verbinden, weil Schwingungs-, oder Verlängerungsfluss mähen, die mit verschiedenen Geräten oder Rheometern gemessen werden. Die Eigenschaften werden mit Tensor-geschätzten bestimmenden Gleichungen besser studiert, die im Feld der Kontinuum-Mechanik üblich sind.

Typen des nichtnewtonischen Verhaltens

Zusammenfassung

Flüssigkeit des strukturviskosen Verhaltens

Ein vertrautes Beispiel des Gegenteils, einer Flüssigkeit des strukturviskosen Verhaltens, oder pseudoplastischer Flüssigkeit, ist Farbe: Man will, dass die Farbe sogleich von der Bürste fließt, wenn es auf die Oberfläche angewandt wird, die wird malt, aber übermäßig nicht zu tropfen.

Plastik von Bingham

Es gibt Flüssigkeiten, die eine geradlinige Scherspannung / haben, scheren Beanspruchungsbeziehung, die eine begrenzte Ertrag-Betonung verlangen, bevor sie beginnen zu fließen (der Anschlag der Scherspannung dagegen mähen Beanspruchung führt den Ursprung nicht durch). Diese Flüssigkeiten werden Plastik von Bingham genannt. Mehrere Beispiele sind Tonsuspendierungen, Schlamm, Zahnpasta, Mayonnaise, Schokolade und Senf bohrend. Die Oberfläche eines Plastiks von Bingham kann Spitzen halten, wenn es noch ist. Durch Newtonsche Kontrastfluide haben flache nichts sagende Oberflächen wenn noch.

Rheopectic

Es gibt auch Flüssigkeiten, deren Beanspruchungsrate eine Funktion der Zeit ist. Flüssigkeiten, die verlangen, dass eine allmählich zunehmende Scherspannung eine unveränderliche Beanspruchungsrate aufrechterhält, werden rheopectic genannt. Ein entgegengesetzter Fall davon, ist eine Flüssigkeit, dass thins mit der Zeit und verlangt, dass eine abnehmende Betonung eine unveränderliche (thixotropische) Beanspruchungsrate aufrechterhält.

Beispiele

Oobleck

Ein billiges, nichttoxisches Beispiel eines nichtnewtonschen Fluids ist eine Suspendierung der Stärke (z.B Maisstärkepuder) in Wasser, manchmal genannt "oobleck" oder "Lohbrühe" (1 Teil von Wasser zu 1.5-2 Teilen der Getreide-Stärke). Roher Kunstvanillepudding, eine Suspendierung von in erster Linie Stärkemehl seiend, hat dieselben Eigenschaften. Der Name "oobleck" wird aus dem Buch der Kinder aus Bartholomew und Oobleck abgeleitet.

Flubber

Flubber ist ein nichtnewtonsches Fluid, das leicht von Polyvinyl Alkohol-basierte Leime und Borax gemacht ist, der unter niedrigen Betonungen fließt, aber unter höheren Betonungen und Druck bricht. Diese Kombination von Flüssigkeit ähnlichen und einem Festkörper ähnlichen Eigenschaften macht es einen festen Maxwell. Sein Verhalten kann auch beschrieben werden als, viscoplastic oder gallertartig zu sein.

Abgekühlte Karamell-Spitze

Ein anderes Beispiel davon ist abgekühlte Karamell-Eis-Spitze. Die plötzliche Anwendung der Kraft — zum Beispiel durch die Messerstecherei der Oberfläche mit einem Finger, oder schnell das Umkehren des Behälters, der es hält — führt zur Flüssigkeit, die sich wie ein Festkörper aber nicht eine Flüssigkeit benimmt. Das ist das Eigentum "des dilatanten Verhaltens" dieses nichtnewtonschen Fluids. Sanftere Behandlung, wie das langsame Einfügen eines Löffels, wird es in seinem flüssigen Staat verlassen. Das Versuchen, den Löffel zu schnellen, tritt wieder jedoch zurück, wird die Rückkehr des vorläufigen festen Zustands auslösen. Eine Person, die sich schnell bewegt und genügend Kraft mit ihren Füßen anwendet, kann über solch eine Flüssigkeit spazieren gehen.

Dummer Kitt

Dummer Kitt ist gestützte Suspendierung eines Polymers des Silikons, die fließen, oder Brechung abhängig von der Beanspruchungsrate springen wird.

Ketschup

Ketschup ist eine Flüssigkeit des strukturviskosen Verhaltens. Strukturviskoses Verhalten bedeutet, dass die flüssige Viskosität mit der zunehmenden Scherspannung abnimmt. Mit anderen Worten ist flüssige Bewegung an langsamen Raten der Deformierung am Anfang schwierig, aber wird freier an hohen Raten fließen.

Siehe auch

• Plastik von Bingham
• Komplizierte Flüssigkeit
• Partikel-Dynamik von Dissipative
• Newtonsches Fluid
• Herschel-Bulkley Flüssigkeit
• Navier-schürt Gleichungen
• Pseudoplastischer
• Dilatant
• Treibsand
• Rheology
• Superflüssigkeiten

Links