Неньютоновская жидкость

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
 Просмотр этого шаблона  Механика сплошных сред
BernoullisLawDerivationDiagram.svg
Сплошная среда
См. также: Портал:Физика

Неньютоновской жидкостью называют жидкость, при течении которой её вязкость зависит от градиента скорости.[1][2] Обычно такие жидкости сильно неоднородны и состоят из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры.

Реологические модели жидкостей[3][4][править | править вики-текст]

Классификация производится по зависимости вязких напряжений от скорости сдвига (градиента скорости) \dot \gamma = \left| \frac{\partial \vec v}{\partial z} \right|, где \vec v — скорость течения.

  • Ньютоновская жидкость — линейный закон: \sigma = \alpha \dot \gamma
  • Степенная жидкость — нелинейная, закон степенной: \sigma = \alpha \dot \gamma^n
    • Псевдопластик — n < 1 , при медленных движениях вязкость велика, затем убывает..
    • Дилатантная жидкость — n > 1 , вязкость растёт с увеличением скорости.
  • Бингамовский пластик — модель Бингама подобна модели сухого трения: \sigma = \begin{cases}
\sigma_0 + \alpha \dot \gamma, \dot \gamma > 0 \\
-\sigma_0 + \alpha \dot \gamma, \dot \gamma < 0
\end{cases}

Наглядным примером бингамовской жидкости является краска — за счёт действия связующих веществ возникает порог для напряжения сдвига, и она способна образовывать неподвижные слои на вертикальных поверхностях. Любые другие жидкости будут стекать вниз. Для неньютоновских жидкостей возможно наблюдение и других эффектов, связанных с нелинейностью либо существованием порога. Стоит отметить, что усложнение зависимости вязких напряжений заставляет отказаться от «традиционного» уравнения Навье — Стокса для ньютоновской жидкости путём усложнения модели вязкого тензора.

Отдельным случаем неньютоновских жидкостей являются тиксотропные и реопексные жидкости[5], вязкость которых изменяется с течением времени.

Другая классификация — по зависимости вязкости \eta от величины скорости сдвига \gamma:

Типичными примерами дилатантных жидкостей являются концентрированные суспензии твёрдых частиц (например зыбучий песок); псевдопластических — полимерные расплавы и растворы.


В культуре[править | править вики-текст]

«Жвачка для рук» в покое проявляет свойства жидкости.

В качестве популярных примеров можно привести игрушки «Жвачка для рук» и «Лизун».

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Уилкинсон У. Л., Неньютоновские жидкости, пер. с англ., М., 1964
  2. Астарита Д ж., Марруччи Д ж., Основы гидромеханики неньютоновских жидкостей, пер. с англ., М., 1978
  3. Рейнер М., Реология, пер. с англ., М., 1965
  4. Шульман 3. П., Беседы о реофизике, Минск, 1976
  5. Изучение реологических свойств материалов

Литература[править | править вики-текст]

  • Уилкинсон У. Л., Неньютоновские жидкости, пер. с англ., М., 1964
  • Астарита Д ж., Марруччи Д ж., Основы гидромеханики неньютоновских жидкостей, пер. с англ., М., 1978
  • Рейнер М., Реология, пер. с англ., М., 1965
  • Шульман 3. П., Беседы о реофизике, Минск, 1976

Ссылки[править | править вики-текст]


Silk-film.png Внешние видеофайлы
Silk-film.png [1]
Silk-film.png Неньютоновская жидкость на аудио-динамике