Newtoni folyadék

A newtoni folyadék ( Isaac Newtonról nevezték el ) olyan viszkózus folyadék , amely áramlásában engedelmeskedik a viszkózus súrlódás Newton-törvényének , vagyis az ilyen folyadékban a nyírófeszültség és a sebességgradiens lineárisan függ . A mennyiségek közötti arányossági tényezőt viszkozitásnak nevezzük [1] [2] .

Definíció

Egy egyszerű egyenlet, amely leírja a newtoni folyadékban lévő viszkózus erőket , amelyek nagymértékben meghatározzák annak viselkedését, a nyírási áramláson alapul :

\tau =\mu {\frac {\partial u}{\partial y))

ahol:

$\tau$ - a folyadék okozta nyírófeszültség , Pa;
$\mu$ — dinamikus viszkozitási együttható — arányossági együttható, Pa s;
${\frac {\partial u}{\partial y))$ a sebesség deriváltja a nyírási irányra merőleges irányban, s −1 .

Ezt az egyenletet általában akkor használják, ha egy folyadék egy irányba áramlik, amikor az áramlási sebességvektor a vizsgált folyadéktérfogat minden pontján egyirányúnak (párhuzamosnak) tekinthető.

A definícióból különösen az következik, hogy a newtoni folyadék továbbra is áramlik, még akkor is, ha a külső erők nagyon kicsik, mindaddig, amíg nem szigorúan nullák. Egy newtoni folyadék esetében a viszkozitás definíció szerint csak a hőmérséklettől és a nyomástól függ (és a kémiai összetételtől is, ha a folyadék nem tiszta), és nem függ a rá ható erőktől. Tipikus newtoni folyadék a víz .

Ha a folyadék összenyomhatatlan és a viszkozitása a folyadék teljes térfogatában állandó, akkor a nyírófeszültséget egy téglalap alakú koordinátarendszerben a következő egyenlet fejezi ki:

\tau _{{ij}}=\mu \left({\frac {\partial u_{i}}{\partial x_{j}}}+{\frac {\partial u_{j}}{\partial x_ {i}}}\jobbra)

a hozzá tartozó feszültségtenzorral (ezt gyakran jelölik ): $\mathbb {P}$ $\mathbf {\sigma}$

{\mathbb {P}}_{{ij}}=-p\delta _{{ij}}+\mu \left({\frac {\partial u_{i}}{\partial x_{j}}} +{\frac {\partial u_{j}}{\partial x_{i}}}\right)

ahol a hagyományos tenzorjelölés szerint :

$\tau_{ij}$ a folyékony elem i-edik felületére ható nyírófeszültség i- edik irányban; $én$ $j$
$u_{i}$ a sebesség th irányban; $én$
$x_{j}$ — -adik iránykoordináta. $j$

Ha egy folyadék nem engedelmeskedik ezeknek az összefüggéseknek (a viszkozitása a folyadék áramlási sebességével változik), akkor nem newtoni folyadéknak nevezzük ezzel szemben: polimer oldatok , számos szilárd szuszpenzió és a legtöbb nagyon viszkózus folyadék.

Jegyzetek

↑ "Physical Encyclopedia". 5 kötetben. M.: "Szovjet Enciklopédia", 1988
↑ Newtoni folyadék - cikk a Physical Encyclopedia -ból

Lásd még

nem newtoni folyadék