Viskositeetti Newtonin ja ei-Newtonin Nesteitä
Jos olet tällä sivustolla, luultavasti on yleinen käsitys siitä, mikä on viskositeetti ja kuinka tärkeää on kehittää sovellus, joka liittyy nesteen virtaus. Nesteen luonnehdinta on kuitenkin paljon syvempää ja monimutkaisempaa kuin yleensä odotetaan. Jokaisella ainutlaatuisella materiaalilla on oma käyttäytymisensä, kun se altistuu virtaukselle, muodonmuutokselle tai stressille.,
Riippuen niiden viskositeetti käyttäytyminen funktiona leikkausnopeudesta, stressi, muodonmuutos historia… nesteille on ominaista newtonilainen tai ei-newtonilainen.
Newtonin Nesteitä
Newtonin nesteitä on nimetty Sir Isaac Newton (1642 – 1726), joka on kuvattu virtauksen käyttäytymistä nesteitä yksinkertainen lineaarinen suhde leikkausjännitys ja leikkaus korko ., Tämä suhde on nyt tunnetaan Newtonin Viskositeetti, jossa suhteellisuus vakio, η on viskositeetti neste:
esimerkkejä Newtonin nesteitä ovat vesi, orgaanisia liuottimia, ja hunajaa. Näille nesteille viskositeetti riippuu vain lämpötilasta. Seurauksena, jos katsomme tontti leikkausjännitys vs. shear rate (Ks. Kuva 1) voimme nähdä, lineaarinen lisääntyminen korostaa yhä leikkaus hinnat, jossa rinne on antanut viskositeetti neste., Tämä tarkoittaa, että viskositeetti Newtonin nesteitä pysyy vakiona (ks. Kuva 2) ei ole väliä miten nopeasti he joutuvat kulkemaan läpi putki tai kanava (eli viskositeetti on riippumaton määrä shear).
poikkeus sääntöön on Bingham muovit, jotka ovat nesteitä, jotka vaativat vähintään stressiä sovellettava, ennen kuin ne virtaavat. Nämä ovat ehdottomasti ei-Newtonilaisia, mutta virtauksen alkaessa ne käyttäytyvät olennaisesti Newtonilaisina nesteinä (eli shear-stressi on lineaarinen shear-nopeudella). Hyvä esimerkki tällaisesta käytöksestä on majoneesi.,
Newtonin nesteitä ovat yleensä koostuu pienistä isotrooppinen (symmetrinen muoto ja ominaisuudet) molekyylejä, jotka eivät ole suuntautuneita, jonka virtaus. On kuitenkin myös mahdollista, että Newtonilaiset käyttäytyvät suurilla anisotrooppisilla molekyyleillä. Esimerkiksi alhaisen konsentraation proteiini-tai polymeeriliuoksissa saattaa esiintyä vakioviskositeetti leikkausnopeudesta riippumatta. On myös mahdollista, että joitakin näytteitä, näyttöön Newtonin käyttäytyminen alhaisissa leikkaus hinnat, jossa tasanko, joka tunnetaan nimellä nolla-leikkaus viskositeetti alueella.,
Ei-Newtonin Nesteitä
todellisuudessa useimmat nesteet ovat ei-Newtonilainen, mikä tarkoittaa, että niiden viskositeetti on riippuvainen leikkausnopeudesta (Leikkaus Harvennus tai Paksuuntuminen) tai muodonmuutos historia (Tiksotrooppinen nesteitä). Toisin kuin Newtonin nestettä, ei-Newtonin nesteitä näyttö joko ei-lineaarinen suhde leikkausjännitys ja shear rate (ks. Kuva 1), on tuotto stressiä, tai viskositeetti, joka on riippuvainen ajasta tai muodonmuutoksia historian (tai yhdistelmä kaikki edellä!).,
nestettä on shear thickening jos viskositeetti nesteen kasvaa shear rate kasvaa (ks. Kuva 2). Yleinen esimerkki shear sakeuttamisnesteistä on maissitärkkelyksen ja veden seos. Olet luultavasti nähnyt esimerkkejä TELEVISIOSSA tai internetissä, jossa ihmiset voivat ajaa yli tällainen ratkaisuja ja vielä, ne uppoaa, jos he seisovat edelleen. Nesteet ovat leikkaus harvennus, jos viskositeetti vähenee, kun leikkausnopeus kasvaa. Leikkausharvennusnesteet, jotka tunnetaan myös pseudomuoveina, ovat kaikkialla teollisissa ja biologisissa prosesseissa., Yleisiä esimerkkejä ovat ketsuppi, maalit ja veri.
Ei-Newtonin käyttäytymistä nesteitä voi johtua useista tekijöistä, ne kaikki liittyvät rakenteelliset uudelleenjärjestelyt nesteen molekyylejä, koska virtaus. Polymeerimelteissä ja liuoksissa erittäin anisotrooppisten ketjujen linjaus johtaa viskositeetin vähenemiseen. Kolloideissa juuri virtauksen eri vaiheiden eriytyminen aiheuttaa leikkausharvennuskäyttäytymistä.
miksi välittäisin?,
Nesteen virtaus on erittäin riippuvainen viskositeetti nesteitä. Samaan aikaan ei-Newtonilainen neste, viskositeetti määräytyy virtausominaisuudet . Tarkasteltaessa Kuva 3, voit tarkkailla kolme hyvin erilaista nopeuden profiileja riippuen nesteen käyttäytymistä. Kaikkien näiden nesteiden osalta seinien leikkausnopeus (eli vauhtiprofiilin kaltevuus lähellä seinää) määrittää viskositeetin., Onnistunut luonnehdinta viskositeetti on avain määritettäessä, jos nestettä on Newtonin tai ei-Newtonilainen, ja mitä erilaisia leikkaus hinnat on otettava huomioon, että tietyn sovelluksen. Monet markkinoilla olevat viskometrit mittaavat indeksiviskoosia, mutta niiltä puuttuu usein leikkausnopeuden ja absoluuttisen tai todellisen viskositeetin asianmukainen Luonnehdinta. Absoluuttinen viskositeetti on yksi tärkeimmistä parametreista sellaisten sovellusten kehittämisessä ja mallinnuksessa, joihin liittyy nestevirtaus. Siksi viskositeetin asianmukainen luonnehdinta on suoritettava leikkausnopeudella, joka on merkityksellinen tietyn prosessin kannalta., Lue lisää RheoSense viskometrit ja miten ne mahdollistavat mittauksia todellinen viskositeetti yli monenlaisia leikkaus hinnat.
JOS OLET KIINNOSTUNUT oppimaan LISÄÄ PERUSASIAT VISKOSITEETTI, tutustu BASICS SIVUSTOJA:
- Viskositeetti Yksiköt Dynaaminen ja Kinemaattinen Viskositeetti
- Mikä viskositeetti?