El fluido no newtoniano se refiere a un fluido que no satisface la ley de viscosidad experimental de Newton, es decir, la relación entre el esfuerzo cortante y la tasa de deformación cortante no es lineal. Los fluidos no newtonianos existen ampliamente en la vida, la producción y la naturaleza. La mayoría de los fluidos biológicos ahora se definen como fluidos no newtonianos. Los fluidos corporales como la sangre, la linfa y el líquido quístico, así como los "semifluidos" similares al citoplasma, son fluidos no newtonianos.
Características:
Expansión en chorro (también conocida como efecto Burroughs o efecto Merlington) de un fluido no newtoniano si se fuerza al fluido no newtoniano a fluir desde un recipiente grande hacia un capilar. , luego, a partir del flujo de salida del medio capilar, se puede encontrar que el diámetro del chorro es mayor que el diámetro del capilar. La relación entre el diámetro del chorro y el diámetro del capilar se denomina relación de expansión de extrusión (o relación de expansión de extrusión). Para los fluidos newtonianos, depende del número de Reynolds, que es aproximadamente 0,88 ~ 1,12. Para polímeros fundidos o soluciones concentradas, el valor es mucho mayor, incluso superando 10. En general, la tasa de hinchamiento de extrusión es función del caudal y la longitud del capilar. El fenómeno del hinchamiento por extrusión es muy importante en el diseño de moldes. Cuando la masa fundida de polímero sale de una boquilla con una sección transversal rectangular, la expansión del lado largo del segmento de tubería es más obvia que la expansión del lado corto. Especialmente en el centro del lado largo del segmento de tubería. Por lo tanto, si se requiere que la sección transversal del producto sea rectangular, la forma del molde no puede ser rectangular, sino que debe tener una forma con los cuatro lados cóncavos.
¿El efecto del palo de escalada (también conocido como efecto Weisenberg)? Fluido no newtoniano 1944 Weissenberg realizó públicamente un interesante experimento en el Imperial College de Londres, Inglaterra: hacer girar una varilla experimental en un vaso que contenía un fluido viscoelástico (un tipo de fluido no newtoniano). Para el fluido newtoniano, debido a la acción de la fuerza centrífuga, la superficie del líquido será cóncava; para el fluido viscoelástico, cuando fluye hacia el centro de la copa y sube a lo largo de la varilla, la superficie del líquido se vuelve convexa, incluso cuando la varilla experimental. gira a muy baja velocidad. Al diseñar un mezclador, se debe considerar la influencia del efecto trepador de la varilla. De manera similar, este efecto debe considerarse y explotarse al diseñar bombas de transferencia para fluidos no newtonianos. ? ¿Sin tubo de succión o sifón abierto (Imagen 3)? Fluidos no newtonianos Para fluidos newtonianos, en un experimento de sifón, si el sifón se levanta de la superficie del líquido, se detendrá inmediatamente. Sin embargo, para líquidos poliméricos, como una solución de gasolina de poliisobutileno y una solución acuosa de POX al 1%, o una ligera agregación de polisacáridos en agua, es fácil realizar experimentos con sifón sin cámara. Cuando se saca lentamente el tubo del recipiente, se puede ver que, aunque el tubo ya no está insertado en el líquido, el líquido sigue saliendo continuamente del vaso y continúa fluyendo hacia el tubo. Más fácil y ni siquiera requiere sifón. Incline ligeramente el vaso lleno de líquido para que el líquido fluya hacia abajo. Una vez que comienza este proceso, no se detiene hasta que se acaba el líquido de la taza. Esta propiedad del sifón sin cámara es la base de la capacidad de hilado de las fibras sintéticas. ?
Reducción de la resistencia al flujo turbulento (también conocida como efecto Toms) Otra maravillosa característica de los fluidos no newtonianos es la reducción de la resistencia al flujo turbulento. Se ha observado que si se añaden pequeñas cantidades de polímero a un fluido newtoniano, se puede observar una caída de presión significativa a una velocidad determinada. La turbulencia siempre ha sido un problema sin resolver en física teórica y mecánica de fluidos. Sin embargo, agregar una pequeña cantidad de aditivos poliméricos al fluido newtoniano tiene un efecto de reducción de la resistencia. Se ha informado que el período de explosión aumenta después de agregar aditivos poliméricos, lo que se cree que es el efecto de las cadenas poliméricas. Aunque la razón del efecto de reducción de la resistencia del flujo turbulento aún no está clara, se ha aplicado bien. Agregar una pequeña cantidad de óxido de polietileno al agua contra incendios puede duplicar con creces la cantidad de agua rociada desde el grifo del camión de bomberos. La aplicación de aditivos poliméricos también puede mejorar el proceso de cavitación y sus efectos dañinos. ?
¿Otras propiedades? Además de las interesantes propiedades mencionadas anteriormente, los fluidos no newtonianos tienen otras propiedades maravillosas a las que la gente presta atención, como el trefilado (se puede estirar en filamentos muy finos, consulte el artículo "Y los gusanos de seda primaverales tejen hasta morir". ), adelgazamiento por cizallamiento (ver artículo "Curación de quistes ganglionares"), efecto de gotita continuo (las gotitas formadas por expulsión libre están conectadas mediante varillas de flujo), rebote de flujo, etc.
Preparación:? Para preparar una solución en polvo blanco de fluido no newtoniano, la proporción en volumen de almidón a agua es de aproximadamente 2:1, si hay demasiada agua, no será fácil exhibir las características del fluido no newtoniano; la proporción puede ser ajustada por usted mismo.