Иркілу кезінде тұтқырлығы төмендейтін Ньютон емес сұйықтықтар туралы мақала. Полимерлер, кетчуп, қан сияқты материалдарда кездеседі. Rheology, сұйықтықтар.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ньютондық емес сұйықтықтардың мінез-құлқы
Non Newtonian fluid behavior
Реологияда, кесу жұқаруы – бұл кесу деформациясының әсерінен тұтқырлығы төмендейтін Ньютондық емес сұйықтықтардың мінез-құлқы. Ол кейде псевдопластикалық мінез-құлықтың синонимі ретінде қарастырылады және әдетте тиксотропия сияқты уақытқа тәуелді әсерлерді ескермейді. Кесу жұқаруы – сұйықтықтардың Ньютондық емес мінез-құлқының ең көп кездесетін түрі және оны көптеген өнеркәсіптік және күнделікті қолданыстарда кездестіруге болады. Молекулалық массасы төмен таза сұйықтықтарда немесе сахароза немесе натрий хлориді сияқты кіші молекулалардың идеалдық ерітінділерінде кесу жұқаруы көбінесе байқалмаса да, полимерлік ерітінділерде және балқытылған полимерлерде, сондай-ақ кетчуп, қосылған қаймақ, қан, бояу және тырнақ лак сияқты күрделі сұйықтықтар мен суспензияларда жиі кездеседі.
In rheology, shear thinning is the non Newtonian behavior of fluids whose viscosity decreases under shear strain. It is sometimes considered synonymous for pseudo plastic behaviour, and is usually defined as excluding time dependent effects, such as thixotropy. Shear thinning is the most common type of non Newtonian behavior of fluids and is seen in many industrial and everyday applications. Although shear thinning is generally not observed in pure liquids with low molecular mass or ideal solutions of small molecules like sucrose or sodium chloride, it is often observed in polymer solutions and molten polymers, as well as complex fluids and suspensions like ketchup, whipped cream, blood, paint, and nail polish.
Гершель-Балкли моделі
Бингем пластмассалары ағып кету үшін белгілі бір қию кернеуінен жоғарылауын қажет етеді. Бұл қасиет көбінесе полимер/кремнийлі микро және нанокомпозиттерде кездеседі, онда материалдағы кремнийлі желінің қалыптасуы төмен қию қысымында қатты дене сияқты реакцияны қамтамасыз етеді. Пластикалық сұйықтықтардың қию кезінде жұқару қасиетін Гершель-Балкли моделі арқылы сипаттауға болады, ол Оствальд теңдеуіне шекті қию кернеуі компонентін қосады. Дегенмен, сұйықтықтардың тұтқырлығын сипаттағанда, қию кезінде жұқару (псевдопластикалық) қасиетін тиксотроптық қасиеттен ажырату пайдалы, онда қоздырылғаннан кейін барлық қию жылдамдықтарында тұтқырлық белгілі бір уақытқа төмендейді: осы екі әсерді бір сұйықтықта жеке-жеке байқауға болады.
Bingham plastics require a critical shear stress to be exceeded in order to start flowing. This behaviour is usually seen in polymer/silica micro and nanocomposites, where the formation of a silica network in the material provides a solid like response at low shear stress. The shear thinning behavior of plastic fluids can be described with the Herschel Bulkley model, which adds a threshold shear stress component to the Ostwald equation: When describing the viscosity of liquids, however, it is therefore useful to distinguish shear thinning (pseudoplastic) behaviour from thixotropic behaviour, where the viscosity at all shear rates is decreased for some duration after agitation: both of these effects can often be seen separately in the same liquid.
Күнделікті мысалдар
Қабырғаға бояу – псевдопластикалық материал. Қазіргі қабырғаға бояу жағу кезінде, щетка немесе ролик жасаған серпіліс оның жұқарып, бетке тегіс жайылуына мүмкіндік береді. Жағылғаннан кейін бояу жоғары тұтқырлыққа қайта оралады, бұл тамшылап немесе ағып кетуін болдырмайды. Кетчуп – серпіліске сезімтал материал, тыныш күйде қою, бірақ қысылғанда, шайқалғанда немесе бөтелкеге соққанда жылдам ағып тұрады. Қаймақ баллондан шашырылғанда, жоғары жылдамдықтағы ағын кезінде төмен тұтқырлығының арқасында мүндерден тегіс ағып шығады. Дегенмен, қасыққа шашырылғаннан кейін қаймақ ағып кетпейді және оның артқан тұтқырлығы қатып тұруына мүмкіндік береді.
Wall paint is a pseudoplastic material. When modern wall paint is applied, the shear created by the brush or roller will allow it to thin and wet out the surface evenly. Once applied, the paint regains their higher viscosity, which avoids drips and runs. Ketchup is a shear thinning material, viscous when at rest, but flowing at speed when agitated by squeezing, shaking, or striking the bottle. When whipped cream is sprayed out of its canister, it flows out smoothly from the nozzle due to the low viscosity at high flow rate. However, after whipped cream is sprayed into a spoon, it does not flow and its increased viscosity allows it to be rigid.