Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » Newton’s Law of Viscosity

Newton’s Law of Viscosity

1687
  • Isaac Newton
Viscometer in a fluid mechanics laboratory for viscosity measurement.

(صورة توضيحية فقط)

قص السوائل النيوتونية ضغط يتناسب طرديًا مع معدل القص أَضْنَىيتم تعريف هذه العلاقة الخطية بواسطة قانون نيوتن للزوجة: τ = μ du/dy، حيث τ هو إجهاد القص، وμ هي اللزوجة الديناميكية (ثابت تناسب)، وdu/dy هو معدل القص أو تدرج السرعة.

قانون نيوتن للزوجة يحدد الأساس constitutive equation بالنسبة للسوائل النيوتونية، تفترض هذه النظرية أنه في حالة التدفق القصي البسيط، تتناسب القوة لكل وحدة مساحة (إجهاد القص، τ) اللازمة لتحريك طبقة من السائل بالنسبة إلى طبقة أخرى تناسبًا طرديًا مع معدل تغير السرعة مع المسافة العمودية على اتجاه التدفق (تدرج السرعة أو معدل القص، du/dy). يُعرف ثابت التناسب، μ، باللزوجة الديناميكية، وهي خاصية للمادة تقيس مقاومة السائل للتدفق. بالنسبة للسوائل النيوتونية، تكون هذه اللزوجة ثابتة وتعتمد فقط على درجة الحرارة والضغط، وليس على القوى المؤثرة عليها.

يُعدّ هذا النموذج الخطي تبسيطًا مثاليًا، ولكنه يصف بدقة العديد من السوائل الشائعة كالماء والهواء والزيوت البسيطة في الظروف العادية. ويُعتبر هذا المفهوم أساسيًا في ديناميكا الموائع، إذ يسمح باشتقاق معادلات نافيير-ستوكس التي تحكم حركة المواد السائلة اللزجة. وينص القانون على أن السائل النيوتوني سيبدأ بالتدفق فورًا عند تطبيق أي إجهاد قص، مهما كان ضئيلاً. وهذا يتناقض مع غير نيوتوني السوائل، التي قد تُظهر خاصية ترقق القص، أو زيادة لزوجة القص، أو تتطلب حدًا أدنى من إجهاد الخضوع قبل التدفق.

تاريخيًا، اقترح إسحاق نيوتن هذه العلاقة في كتابه "الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية" عام 1687. لم يعبّر عنها بالصيغة التفاضلية الحديثة، بل وصف مفهوم "نقص التزييت" أو الاحتكاك الداخلي في السوائل. وقد طُوّرت الصيغة الرياضية الحديثة لاحقًا على يد علماء رياضيات وفيزياء مثل كوشي وستوكس، الذين أدمجوها في إطار أشمل لميكانيكا الأوساط المتصلة.

UNESCO Nomenclature: 2206
– Fluid Mechanics

يكتب

نظام مجرد

خلل

أساسيات

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • عمل إيفانجيليستا توريتشيلي على تدفق السوائل (قانون توريتشيلي)
  • مبادئ بليز باسكال في علم السوائل الساكنة (قانون باسكال)
  • Isaac Newton’s laws of motion
  • تطوير حساب التفاضل والتكامل بواسطة Newton ولايبنيز

التطبيقات

  • تصميم خطوط الأنابيب لنقل المياه والنفط
  • التحليل الديناميكي الهوائي للأجنحة وأجسام المركبات
  • نظرية التشحيم للمحامل والتروس
  • نمذجة أنماط الطقس والتيارات المحيطية
  • chemical process هندسة أوعية الخلط والتفاعل

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • أجهزة ميكروفلويدية ذات تدفق يمكن التنبؤ به للتشخيصات المختبرية على الشريحة
  • زيوت التشحيم الذكية ذات اللزوجة التي يتم ضبطها بواسطة المجالات المغناطيسية
  • حلول ديناميكا الموائع الحسابية المتقدمة (CFD) للهندسة المعقدة
  • التنظيف الذاتي surfaces using controlled fluid sheeting
  • أنظمة هيدروليكية موفرة للطاقة باستخدام سوائل اصطناعية منخفضة اللزوجة
  • الموجات فوق الصوتية sensors for real-time viscosity measurement in industrial processes
  • المفاعلات الحيوية ذات الخلط الأمثل لنمو ثقافة الخلايا
  • تقنيات جديدة لمعالجة الأغذية تعتمد على التحكم الدقيق في التدفق
Related to: newton’s law of viscosity, shear stress, shear rate, dynamic viscosity, newtonian fluid, fluid dynamics, constitutive equation, velocity gradient.

السياق التاريخي

Newton’s Law of Viscosity

1650
1672
1687
1687
1738
1750
1757
1650
1650
1678
1687
1687
1738
1750
1785

(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.