Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » تعريف السائل غير النيوتوني

تعريف السائل غير النيوتوني

1930
Scientist experimenting with non-Newtonian fluid viscosity in a laboratory setting.

(صورة توضيحية فقط)

A non-Newtonian fluid is one whose viscosity changes under an applied shear stress. Unlike a Newtonian fluid where viscosity is constant, its flow properties are not described by a linear relationship between shear stress ([latex]\tau[/latex]) and shear rate ([latex]\dot{\gamma}[/latex]). This dependency can manifest as shear-thinning (viscosity decreases with stress) or shear-thickening (viscosity increases with stress).

The fundamental difference between Newtonian and non-Newtonian fluids lies in their response to shear. For a Newtonian fluid, the relationship is linear, defined by Newton’s law of اللزوجة: [latex]\tau = \mu \dot{\gamma}[/latex], where [latex]\mu[/latex] is the constant coefficient of viscosity. For non-Newtonian fluids, this relationship is non-linear and can be time-dependent. The apparent viscosity, defined as [latex]\eta = \tau / \dot{\gamma}[/latex], is not a constant but a function of the shear rate itself, [latex]\eta(\dot{\gamma})[/latex].

This behavior arises from the fluid’s internal microstructure, such as long polymer chains, suspended particles, or emulsions. When a shear force is applied, these microstructures can align, deform, or rearrange, altering the fluid’s resistance to flow. For example, in a polymer solution (a shear-thinning fluid), the randomly coiled polymer chains untangle and align with the flow direction under high shear, reducing internal friction and thus viscosity. Conversely, in a concentrated suspension like cornstarch in water (a shear-thickening fluid), the particles may jam together under high shear, drastically increasing viscosity.

The study of these complex flow behaviors is called rheology. Understanding a fluid’s non-Newtonian properties is critical in many industrial processes, from pumping and mixing to طلاء and molding, as the processing conditions directly influence the material’s behavior.

UNESCO Nomenclature: 2210
الميكانيكا

يكتب

نظام مجرد

خلل

أساسيات

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • Isaac Newton’s law of viscosity (1687)
  • دراسات حول الغرويات والمعلقات بواسطة توماس جراهام (ستينيات القرن التاسع عشر)
  • تطوير تقنيات قياس اللزوجة
  • الملاحظات المبكرة للتدفق الشاذ في مواد مثل طين الطين والدهانات

التطبيقات

  • معالجة الأغذية (على سبيل المثال، الكاتشب والمايونيز)
  • مستحضرات التجميل (على سبيل المثال، الكريمات، طلاء الأظافر)
  • طين الحفر في صناعة النفط
  • درع الجسم السائل
  • صناعة الطلاء

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • أسطح الطرق ذاتية الشفاء والتي تزداد سماكتها عند الاصطدام لملء الشقوق
  • مخمدات هيدروليكية متكيفة للمركبات التي تتصلب بناءً على ظروف الطريق
  • أحبار ذكية للطباعة ثلاثية الأبعاد تعمل على تغيير اللزوجة للحصول على دقة أعلى
  • أنظمة توصيل الأدوية القابلة للحقن والتي تكون سائلة في المحقنة ولكنها تشبه الهلام في الجسم
  • الطلاءات المقاومة للحريق والتي تتكاثف بالحرارة لتكوين طبقة عازلة
  • زيوت التشحيم الذكية للآلات التي تزيد اللزوجة عند نقاط الضغط العالية
  • درع مطابق للإلكترونيات يتصلب عند الاصطدام
  • reconfigurable architectural materials that can be temporarily liquefied for molding
Related to: non-newtonian fluid, viscosity, shear stress, shear rate, rheology, fluid dynamics, shear-thinning, shear-thickening.

السياق التاريخي

تعريف السائل غير النيوتوني

1926
1927
1927
1930
1930
1930
1931
1926
1926
1927
1927
1930
1930
1930
1931

(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.