Что будет если миксером попробовать перемешать неньютоновскую жидкость? Получится ли?

Физика+4
Артемий Худяков
  · 1,1 K
Susanna Kazaryan
Физика
27,7K
Сусанна Казарян, США, Физик

Миксер не будет работать миксером в не-ньютоновской жидкости. Он с полуоборота завязнет в жидкости. Почему, см ниже.

По определению ньютоновской жидкости напряжение в жидкости (τ) пропорциональна градиенту скорости (u) сдвиговой нагрузки (деформации), τ = μ⋅∇u, где коэффициент пропорциональности (μ = const) – это сдвиговая вязкость жидкости. Примером Ньютоновской жидкости является вода. Ньютон первым обратил внимание, что быстро грести вёслами гораздо тяжелее, нежели если делать это медленно. Это же является причиной опасности дайвинга с большой высоты.    

Но если вязкость динамическая и зависит от скорости сдвиговой нагрузки, то есть μ ≡ ƒ(∇u), тогда жидкость не-ньютоновская и соответственно напряжение в жидкости может катастрофически возрастать при росте скорости нагрузки. Материалы, вязкость которых возрастает при увеличении скорости деформации сдвига называются дилатантные жидкости. Обычно такие жидкости сильно неоднородны и состоят из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры. Дилатантный эффект наблюдается в тех материалах, у которых плотно расположенные частички перемешаны с жидкостью, заполняющей пространство между частичками. При низких скоростях сдвига жидкость действует как смазка, и дилатантный материал способен легко перетекать. При высоких скоростях жидкость не успевает заполнять свободные пространства, образующиеся между движущимися частичками, и поэтому трение между частичками сильно возрастает, что приводит к увеличению вязкости. Песок, полностью промоченный водой, ведёт себя как дилатантный материал. Кстати, дилатантный материалы используются и в некоторых моделях бронежилетов.

Комментировать ответ…Комментировать…
Вы знаете ответ на этот вопрос?
Поделитесь своим опытом и знаниями
Войти и ответить на вопрос