A nemnewtoni folyadék olyan folyadék, ami nem követi a Newton-féle viszkozitási törvényt. Newton elmélete szerint a viszkozitás – a folyadék belső súrlódását jellemző anyagi paraméterként – állandó. A nemnewtoni folyadékok viszkozitása azonban nem állandó, nem csak a hőmérséklet függvénye, hanem a nyírófeszültséggel, illetve a sebességgradienssel is változik.Demény A., Erostyák J., Szabó G., Trócsányi Z.: Fizika I. Klasszikus mechanika, Nemzeti Tankönyvkiadó, 2005,
Nemnewtoni folyadék például a ketchup, a majonéz, a festékek, a körömlakk, a joghurt, a krémek, a sampon, és még számos egyéb háztartási dolog. A vér az áramlás körülményeitől függően viselkedhet newtoni, vagy nemnewtoni folyadékként is. (Makrocirkulációs szakaszon előbbi, míg mikrocirkulációs szakaszon utóbbi érvényesül.
A nyírófeszültség és a sebességgradiens
A valódi folyadékokban a folyadék áramlása közben a különböző sebességgel mozgó folyadékrétegek között a belső súrlódás miatt nyírófeszültség (csúsztató feszültség) ébred.
A newtoni folyadékokban a nyírófeszültség a sebességgradienssel (nyírási sebességgel) egyenes arányban változik, a grafikon egy egyenes, aminek a meredeksége a viszkozitás.
A nemnewtoni folyadékok esetén a nyírófeszültség a sebességgradienssel nem lineárisan változik, a grafikon nem egy egyenes. Az adott áramlási körülményeket jellemző nyírási sebességhez tartozó viszkozitás a grafikonhoz – az adott pontban – húzott érintő meredekségeként értelmezhető. A nemnewtoni folyadékban a különböző sebességű áramlás esetén ez változik.
Pszeudoplasztikus folyadékok Pszeudoplasztikus folyadékok esetén a nyírási sebesség növekedésével a viszkozitás csökken.
Ilyen tulajdonságú a vér, nagy sebességű áramlás során a vér folyékonyabb, mint lassabb áramlás esetén. Pszeudoplasztikus folyadékok a körömlakk, a falfestékek, és a nyomdafestékek is. Könnyen folynak, amíg az ecsettel felviszik a felületre, de ott már kevésbé folyékonyak.
Dilatáns folyadékok Dilatáns folyadékok esetén a nyírási sebesség növekedésével a viszkozitás növekszik.
Könnyű elérhetősége miatt demonstrációs célra gyakran használnak keményítőtartalmú keverékeket. Ezek keverés közben viszkózusabbá („keményebbé”) válnak, de nyugalomban folyékonyabbak. Keményítő-víz keverékével feltöltött medencében például elsüllyedés nélkül végig lehet futni a folyadék felszínén. A gyors mozgásra felkeményedéssel reagál a folyadék, míg egy helyben állva elsüllyed az ember.Stuck in cornstarch pool
Dilatáns folyadékokat használnak gépkocsik automata sebességváltójában és több fejlesztés is irányul ilyen folyadékok golyóálló mellényben való alkalmazására.The Application of Dilatant Fluids in Body Armour
Bingham-folyadékok A Bingham-folyadékok bizonyos körülmények között szilárd tulajdonságokat mutatnak. A nyugalomban lévő, nem mozgó Bingham-folyadékban nyírófeszültség ébred. A küszöbérték felett, mozgás közben a nyírási sebesség és a csúsztató feszültség között lineáris a kapcsolat. Ilyenkor newtoni folyadékként viselkednek, a grafikon egy, nem az origón átmenő egyenes.
Tipikus Bingham-folyadék a fogkrém, ami csak bizonyos nyírófeszültség hatására folyik ki a tubusból. De ilyen folyadék a mustár és a majonéz is.
Jegyzetek
További információk Reológia
Kategória:Áramlástan