Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » تأثير وايسنبرغ (السوائل)

تأثير وايسنبرغ (السوائل)

1947
  • Karl Weissenberg
Researcher demonstrating the Weissenberg Effect with viscoelastic fluid in a laboratory.

(صورة توضيحية فقط)

تأثير وايسنبرغ هو ظاهرة تحدث في السوائل المرنة اللزجة، حيث يصعد السائل لأعلى قضيب دوار مغروس فيه. وهذا يتعارض مع سلوك السوائل النيوتونية، التي تُدفع للخارج بواسطة centrifugal force، مما يؤدي إلى تكوين دوامة. وينتج هذا التأثير عن الوضع الطبيعي ضغط الاختلافات التي تتطور في السائل تحت تأثير القص.

The Weissenberg effect is a direct consequence of the elastic nature of certain غير نيوتوني السوائل. عندما يتعرض سائل بسيط كالماء لقوى القص بين قضيب دوار ووعاء ثابت، تتمدد عناصر السائل في اتجاه التدفق (الاتجاه المماسي). في سائل نيوتوني لزج تمامًا، ينتج عن ذلك shear stress لكن لا يوجد إجهاد عمودي على مستوى القص. مع ذلك، في سائل لزج مرن، مثل محلول البوليمر، تقاوم سلاسل البوليمر الطويلة هذا التمدد، مما يخلق توترًا مرنًا على طول خطوط الانسياب المنحنية، تمامًا مثل الأربطة المطاطية المشدودة.

This tension creates a “hoop stress” that acts inwards, towards the center of rotation. This inward-directed force generates a pressure gradient, pushing the fluid up the rotating rod, which is the path of least resistance. The magnitude of this effect is related to the first normal stress difference, [latex]N_1 = \tau_{\ heta\theta} – \tau_{rr}[/latex], a key parameter in rheology that quantifies the fluid’s elasticity. The Weissenberg effect is a powerful visual demonstration of fluid elasticity and is a fundamental concept in the study of polymer melts and solutions.

UNESCO Nomenclature: 2210
الميكانيكا

يكتب

Physical Phenomenon

خلل

Substantial

الاستخدام

Niche/Specialized

مقدمات

  • تطوير نظرية اللزوجة المرنة
  • دراسات حول محاليل البوليمر وسلوكيات تدفقها غير العادية
  • اختراع جهاز قياس اللزوجة المخروطية واللوحية بواسطة فايسنبرج، والذي سمح بقياس الضغوط الطبيعية

التطبيقات

  • توصيف خصائص اللزوجة المرنة للبوليمرات في أجهزة قياس الروماتزم
  • تصميم الخلاطات للمواد اللزجة المرنة مثل عجينة الخبز أو ذوبان البوليمر
  • فهم عدم استقرار التدفق في معالجة البوليمر
  • المساعدة في تصميم المضخات للسوائل غير النيوتونية

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • محامل ذاتية التمركز باستخدام مواد تشحيم لزجة مرنة
  • أنظمة نقل السوائل بدون مضخات تعمل بواسطة أسطح دوارة
  • أجهزة خلط جديدة تستخدم تسلق القضبان لتعزيز الخلط الرأسي
  • أجهزة استشعار للكشف عن تركيز البوليمر بناءً على ارتفاع التسلق
  • المنشآت الفنية التي تتميز بمنحوتات السوائل الديناميكية
  • الفواصل الطاردة المركزية التي تستغل الضغوط الطبيعية لفصل الجسيمات
  • محركات الروبوتات الناعمة القائمة على تأثيرات الإجهاد الطبيعي المتحكم فيها
  • أدوات أسفل البئر لاستخراج النفط تستخدم التأثير لإدارة تدفق السوائل
Related to: weissenberg effect, rod-climbing, viscoelasticity, normal stress, rheology, polymer melts, non-newtonian, hoop stress.

السياق التاريخي

تأثير وايسنبرغ (السوائل)

1933
1937
1940
1947
1950
1950
1950
1932
1936-01-01
1938
1940
1950
1950
1950
1950

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.