Legea puterii a vâscozității lichidelor

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 2 august 2020; verificarea necesită 1 editare .

Legea puterii vâscozității fluidului este o relație pentru fluide non-newtoniene , conform căreia efortul de forfecare τ este dat de formula

\tau = K \left( \frac {\partial u} {\partial y} \right)^n

Unde:

K este factorul de densitate a curgerii (în SI unitatea este Pa s n ),
∂ u /∂ y este gradientul de viteză de -a lungul axei perpendiculare pe planul de forfecare al straturilor de fluid (în SI se măsoară în s −1 )
n este un indicator al comportamentului fluidului (adimensional).

Valoare

\mu_{\operatorname{eff}} = K \left( \frac {\partial u} {\partial y} \right)^{n-1}

este vâscozitatea aparentă sau efectivă în funcție de gradientul de viteză (măsurată în SI în Pa s).

Cunoscută și ca legea puterii Ostwald - de Waale [1] [2] [3] . Această relație este convenabilă pentru calcule datorită simplității sale, dar descrie doar aproximativ comportamentul fluidelor reale non-newtoniene. De exemplu, pentru n mai mic de unu, legea puterii prezice că vâscozitatea efectivă ar trebui să scadă la infinit pe măsură ce gradientul de viteză crește, devenind zero pe măsură ce gradientul de viteză merge la infinit și, invers, vâscozitatea ar merge la infinit atunci când fluidul este în odihnă. Cu toate acestea, lichidele reale au vâscozitate efectivă maximă și minimă, care depind de legile chimiei fizice la nivel molecular. Există, de asemenea, alte modele care descriu mai bine comportamentul intern al fluidelor în funcție de gradientul de viteză, dar această precizie sporită vine în detrimentul simplității. Prin urmare, legea puterii continuă să fie folosită pentru a descrie comportamentul lichidelor, permițând să se facă predicții matematice care să corespundă bine cu datele experimentale.

Fluidele al căror comportament este descris de o lege a puterii pot fi subdivizate în trei tipuri diferite de fluide, în funcție de indicele lor de comportament:

n	Tipul de lichide
<1	Pseudoplastic
unu	fluide newtoniene
>1	Fluide dilatante

Note

↑ de exemplu , GW Scott Blair et al. , J. Phys. Chem ., (1939) 43 (7) 853-864. De asemenea, legea de Waele-Ostwald , de exemplu Markus Reiner et al. , Kolloid Zeitschrift (1933) 65 (1) 44-62
↑ Ostwald a numit-o ecuația de Waele-Ostwald: Kolloid Zeitschrift (1929) 47(2) 176-187
↑ Gusev Yu.I., Karasev I.N., Kolman-Ivanov E.E. Proiectare si calcul masini pentru productia chimica. - M., Mashinostroenie, 1985. - p. 142

Vezi și

legea puterii