Відмінності між версіями «Неньютонівські рідини і їх класифікація»
| Рядок 9: | Рядок 9: | ||
Для неньютонівських рідин закон в’язкого тертя Ньютона (<math>\tau\ = \mu\(\frac{du}{dn})</math>) не підходить, тобто крива течії не є лінійною. Тому в більш загальному вигляді рівняння слід записати так: | Для неньютонівських рідин закон в’язкого тертя Ньютона (<math>\tau\ = \mu\(\frac{du}{dn})</math>) не підходить, тобто крива течії не є лінійною. Тому в більш загальному вигляді рівняння слід записати так: | ||
| − | <math>f(\tau\) = | + | <math>f(\tau\) = \frac{du}{dn}</math> |
| − | де | + | де <math>\tau\</math>— напруження зсуву, що виникають між двома паралельними шарами,що лежать у напрямку потоку |
| − | du/dn | + | <math>du/dn</math> — градієнт швидкості, тобто зміна швидкості на одиницю довжини у перпендикулярному до потоку напрямку (швидкісить зсуву) |
| − | μ | + | μ — коефіцієнт пропорційності, який є фізичним параметром і називається динамічною в'язкістю |
(як показують дослідження μ залежить від природи рідини або газу, а також від температури) | (як показують дослідження μ залежить від природи рідини або газу, а також від температури) | ||
| + | |||
| + | Очевидно, що для ньютонівських рідин <math>f(\tau\) = \frac{ \tau\ }{ \mu\ } </math>, а для неньютонівських — функція <math>f(\tau\)</math> може мати різний вигляд залежно від роду рідини. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | == Класифікація неньютонівських рідин == | ||
| + | |||
| + | Наприклад, якщо <math>f(\tau\)= \frac{\tau\ - (\tau_0\)}{\eta\ }</math>, де <math>\tau_0\</math>— граничне напруження зсуву, а <math>\eta\</math>—пластична в’язкість, то рідина являє собою '''''бінгамовський пластик'''''. | ||
| + | |||
| + | Коли ж <math>f(\tau\)= \tau^ (\frac{ \1\ }{ \eta\ } )\ / k </math> , де n і k — сталі для даної рідини,то при n<1 маємо так звону '''''псевдопластичну рідину''''', а при n>1 — '''''дилатантну рідину'''''. | ||
| + | |||
| + | Стала n характеризує ступінь неньютонівської поведінки матеріалу,а k — міру консистенції рідини. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | == Бінгамовська рідина == | ||
| + | Модель Бінгама схожа до моделі сухого тертя. В статичних умовах рідина веде себе як твердий матеріал, а при силовому впливі починає текти | ||
| + | |||
| + | <li> шлами | ||
| + | <li> бурові розчини | ||
| + | <li> масляні фарби | ||
| + | <li> стічні води | ||
| + | <li> різні емульсії та інші рідини | ||
Версія за 10:38, 20 травня 2012
Неньютонівська рідина– модель рідини, що являє собою суцільне рідке тіло, для якого дотичні напруження внутрішнього тертя, спричиненого відносним проковзуванням (зсувом) шарів рідини описуються нелінійною залежністю від градієнта швидкості у напрямі, перпендикулярному до напрямку проковзування. На відміну від ньютонівських рідин, коли динамічний коефіцієнт в'язкості є константою при заданій температурі і тиску, особливість неньютонівських рідин полягає у залежності параметра в'язкості від градієнту швидкості.
Як синонім до терміну «неньютонівська рідина» вживається, також, термін «аномальна рідина».
Закон в'язкого тертя Ньютона
Для неньютонівських рідин закон в’язкого тертя Ньютона ([math]\tau\ = \mu\(\frac{du}{dn})[/math]) не підходить, тобто крива течії не є лінійною. Тому в більш загальному вигляді рівняння слід записати так:
[math]f(\tau\) = \frac{du}{dn}[/math]
де [math]\tau\[/math]— напруження зсуву, що виникають між двома паралельними шарами,що лежать у напрямку потоку
[math]du/dn[/math] — градієнт швидкості, тобто зміна швидкості на одиницю довжини у перпендикулярному до потоку напрямку (швидкісить зсуву)
μ — коефіцієнт пропорційності, який є фізичним параметром і називається динамічною в'язкістю (як показують дослідження μ залежить від природи рідини або газу, а також від температури)
Очевидно, що для ньютонівських рідин [math]f(\tau\) = \frac{ \tau\ }{ \mu\ }[/math], а для неньютонівських — функція [math]f(\tau\)[/math] може мати різний вигляд залежно від роду рідини.
Класифікація неньютонівських рідин
Наприклад, якщо [math]f(\tau\)= \frac{\tau\ - (\tau_0\)}{\eta\ }[/math], де [math]\tau_0\[/math]— граничне напруження зсуву, а [math]\eta\[/math]—пластична в’язкість, то рідина являє собою бінгамовський пластик.
Коли ж [math]f(\tau\)= \tau^ (\frac{ \1\ }{ \eta\ } )\ / k[/math] , де n і k — сталі для даної рідини,то при n<1 маємо так звону псевдопластичну рідину, а при n>1 — дилатантну рідину.
Стала n характеризує ступінь неньютонівської поведінки матеріалу,а k — міру консистенції рідини.
Бінгамовська рідина
Модель Бінгама схожа до моделі сухого тертя. В статичних умовах рідина веде себе як твердий матеріал, а при силовому впливі починає текти
