سیالات غیر نیوتنی، بین جامدات و سیالات
یکی از کمدی های مورد علاقه من “نظریه انفجار بزرگ” است که به دلیل تمرکز آن بر فیزیک است. گهگاه آزمایشهای خندهداری را انجام میدهند که میتوان آنها را به راحتی در خانه مرتب کرد، و باعث میشود من فکر کنم که آیا فیزیک در کار را میدانم یا خیر. یکی از قسمت های مورد علاقه من زمانی است که مخروط یک بلندگو را با سوسپانسیون نشاسته در آب پر می کنند. به جای پاشیدن به اطراف، سیستم تعلیق شروع به رقصیدن می کند، زیرا تحت تأثیر ضربه مخروط گوینده بیشتر شبیه یک جامد عمل می کند تا مایع. سیالات غیر نیوتنی یکی دیگر از اثرات ضد شهودی جذاب برای مطالعه است.
مواد بین جامدات و مایعات
جامدات تحت تنش اعمال شده تغییر شکل می دهند و به موقعیتی از تعادل می رسند که در آن تغییر شکل آنها متوقف می شود. وقتی استرس از بین رفت، به شکل اولیه خود برمی گردند. برعکس، مایعات به طور مداوم تغییر شکل می دهند و هیچ شکل خاصی را حفظ نمی کنند. در اصطلاح علمی، می گوییم جامدات با خاصیت ارتجاعی مشخص می شوند در حالی که مایعات با ویسکوزیته مشخص می شوند .
در بین این دو حد ، سیالات غیر نیوتنی قرار دارند که هم کشش و هم ویسکوزیته را نشان می دهند. سوسپانسیون نشاسته در آب به این دسته وسیع از سیالات تعلق دارد و می تواند بیشتر به عنوان ضخیم کننده برشی طبقه بندی شود: ویسکوزیته آن با افزایش نرخ برش افزایش می یابد. نمونه دیگری از سیال غلیظ کننده برشی ماسه خیس شده در آب است . بنابراین، موادی که روی مخروط یک بلندگو در برنامه تلویزیونی می رقصند، باید یک سیال غیر نیوتنی باشد.
آیا تا به حال نقاشی کرده اید؟
اگر پاسخ مثبت است، مطمئنم متوجه شده اید که برشی ایجاد شده توسط قلم مو باعث نازک شدن رنگ شده و می تواند سطح دیوار را به طور یکنواخت خیس کند. پس از اعمال، رنگ ویسکوزیته اصلی خود را بازیافت و دیوار شما را بدون چکه و ریزش باقی می گذارد. این همان چیزی است که سیال نازک کننده برشی نامیده می شود ، دقیقا برعکس ضخیم شدن برشی. آیا می توانید سیالات دیگری را به یاد بیاورید که رفتار غیرنیوتنی از خود نشان می دهند؟
شبیه سازی سیالات غیر نیوتنی
هنگامی که به دنبال شبیه سازی سیالات غیر نیوتنی هستیم، نمونه ای که به ذهن می رسد، قالب گیری تزریقی یک پلیمر است. یک مدل آماده برای دانلود از گالری مدل موجود است . اگر علاقه مند به شبیه سازی جریان های غیر نیوتنی هستید، پیشنهاد می کنم از این مدل شروع کنید. در زیر چند تصویر وجود دارد که رفتار نازک شدن برشی این محلول پلی استایرن در قالب را نشان می دهد.
در این مدل محلول پلی استایرن از بالا به
پایین به داخل قالب جاری می شود. نتایج نشان میدهد که چگونه برای یک سیال نازککننده برشی، ویسکوزیته دینامیکی
زمانی که نرخ برش بالاتر است کمتر است. بالا: قدر سرعت. پایین سمت چپ: نرخ برش.
پایین سمت راست: ویسکوزیته دینامیکی.
![]() | ![]() |
ویسکوزیته دینامیکی به عنوان تابعی از نرخ برش. مقادیر در p1 اندازه گیری می شوند.
بالا سمت چپ: نرخ برش به عنوان تابعی از فشار ورودی. بالا سمت راست: ویسکوزیته دینامیکی به عنوان
تابعی از فشار ورودی. مقادیر در p1 اندازه گیری می شوند. پایین: مقایسه بین
محلول پلی استایرن غیر نیوتنی و سیال نیوتنی معادل. همانطور که انتظار می رود،
سرعت جریان حجمی برای محلول پلی استایرن بالاتر است زیرا در نرخ های برشی بالاتر
ویسکوزیته آن کمتر است.
- لینک دانلود به صورت پارت های 1 گیگابایتی در فایل های ZIP ارائه شده است.
- در صورتی که به هر دلیل موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید به ما اطلاع دهید.
برای مشاهده لینک دانلود لطفا وارد حساب کاربری خود شوید!
وارد شویدپسورد فایل : پسورد ندارد گزارش خرابی لینک
دیدگاهتان را بنویسید