Różnica między płynami newtonowskimi i nienewtonowskimi

The kluczowa różnica między płynami newtonowskimi i nienewtonowskimi jest że płyny newtonowskie mają stałą lepkość, podczas gdy płyny nienewtonowskie mają zmienną lepkość.

Możemy dzielić płyny, tj. Ciecze i gazy, jako newtonowskie lub nienewtonowskie, w zależności od lepkości płynu. Lepkość jest stanem gęstym i lepkim z powodu tarcia wewnętrznego płynu. Ponadto musimy wziąć pod uwagę inne parametry przy określaniu, czy płyn jest newtonowski, czy nienewtonowski. Są to naprężenia ścinające i szybkość ścinania. Naprężenie ścinające to naprężenie przykładane współpłaszczyznowo na przekroju poprzecznym płynu, podczas gdy szybkość ścinania to szybkość zmiany prędkości, z jaką jedna warstwa płynu przechodzi nad sąsiednią warstwą.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest płyn Newtona
3. Co to jest płyn nienewtonowski
4. Porównanie obok siebie - płyny newtonowskie vs nienewtonowskie w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest płyn Newtona?

Płyny newtonowskie są płynami o stałej lepkości i zerowej szybkości ścinania przy zerowym naprężeniu ścinającym. To znaczy; szybkość ścinania jest wprost proporcjonalna do naprężenia ścinającego. Innymi słowy, stosunek naprężenia ścinającego do szybkości ścinania jest stały w całym płynie.

Rycina 01: Charakterystyka płynu Newtona

Jednak większość znanych nam płynów ma zmienną lepkość. Zwykle żadne rzeczywiste płyny nie pasują dokładnie do definicji. Dlatego jest uważany za prosty model matematyczny. Możemy jednak założyć, że niektóre płyny i gazy, takie jak woda i powietrze, są płynami Newtona. Nazwa Newtonian pochodzi od Izaaka Newtona, który jako pierwszy naukowiec zastosował równanie różniczkowe do postulowania związku między naprężeniem ścinającym a szybkością ścinania płynów.

Co to jest płyn nienewtonowski?

Płyny nienewtonowskie to płyny o zmiennej lepkości i zmiennym związku z naprężeniem ścinającym. Jest tak, ponieważ płyny te nie są zgodne z prawem lepkości Newtona. Lepkość tych płynów może się zmieniać pod wpływem siły. tzn. niektóre płyny, takie jak sos, są bardziej płynne po wstrząśnięciu butelką. Większość płynów, które znamy, to płyny nienewtonowskie. Wiele roztworów soli, stopionych polimerów i wielu innych płynów można zaliczyć do tej grupy.

Rycina 02: Płyn nienewtonowski

Chociaż w mechanice płynów używamy terminu lepkość, aby opisać właściwości ścinania płynu, nie jest właściwe opisanie właściwości płynów nienewtonowskich. Istnieją różne cechy behawioralne płynów nienewtonowskich, w tym lepkosprężystość, lepkość zależna od czasu itp.

Jaka jest różnica między płynami newtonowskimi i nienewtonowskimi?

Płyny można podzielić na dwa rodzaje w zależności od lepkości jako płyny Newtona i płyny nienewtonowskie. Kluczowa różnica między płynami newtonowskimi i nienewtonowskimi polega na tym, że płyny newtonowskie mają stałą lepkość, podczas gdy płyny nienewtonowskie mają zmienną lepkość. Ponadto, biorąc pod uwagę szybkość ścinania i naprężenie ścinające, w płynach Newtona możemy zaobserwować zerową szybkość ścinania przy zerowym naprężeniu ścinającym. To znaczy; szybkość ścinania jest wprost proporcjonalna do naprężenia ścinającego. Jednak płyny nienewtonowskie mają zmienną zależność między szybkością ścinania a naprężeniem ścinającym.

Chociaż większość płynów, które znamy, to płyny nienewtonowskie, woda i powietrze są uważane za płyny newtonowskie w normalnych warunkach. Jednak prawie wszystkie sole, stopiony materiał polimerowy, krew, pasta do zębów, farba, skrobia kukurydziana i wiele innych odmian płynów to płyny nienewtonowskie.

Poniższa infografika podsumowuje różnicę między płynami newtonowskimi i nienewtonowskimi.

Podsumowanie - płyny Newtona vs płyny nienewtonowskie

Płyny można podzielić na dwa rodzaje w zależności od lepkości jako płyny Newtona i płyny nienewtonowskie. Kluczowa różnica między płynami newtonowskimi i nienewtonowskimi polega na tym, że płyny newtonowskie mają stałą lepkość, podczas gdy płyny nienewtonowskie mają zmienną lepkość.

Odniesienie:

1. Coussot, P. „Wprowadzenie do reologii płynów złożonych”. Zrozumienie reologii betonu, 2012, s. 3-22., Doi: 10.1533 / 9780857095282.1.3.
2. „Płyn Newtona”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 13 października 2019, dostępna tutaj.
3. „Płyn nienewtonowski”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 8 września 2019 r., Dostępna tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Dylatant-pseudoplastik” DirectEON (wykład) 08:46, 28 marca 2008 (UTC) - własnoręcznie wykonany (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia
2. „brodzikowa skrobia kukurydziana 9” Trevor Cox (CC BY-SA 2.0) przez Flickr