بيت » Non-Newtonian Fluid Definition

Non-Newtonian Fluid Definition

1930

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 viscosity: [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
– Mechanics

النوع

Abstract System

Disruption

Foundational

الاستخدام

Widespread Use

Precursors

  • Isaac Newton’s law of viscosity (1687)
  • Studies on colloids and suspensions by Thomas Graham (1860s)
  • Development of viscometry techniques
  • Early observations of anomalous flow in materials like clay slurries and paints

التطبيقات

  • food processing (e.g., ketchup, mayonnaise)
  • cosmetics (e.g., creams, nail polish)
  • drilling muds in the oil industry
  • liquid body armor
  • paint التصنيع

براءات الاختراع:

NA

Potential Innovations Ideas

!!مستويات !!! العضوية مطلوبة

يجب أن تكون عضوًا !!! مستويات!!! للوصول إلى هذا المحتوى.

انضم الآن

هل أنت عضو بالفعل؟ سجّل الدخول هنا
Related to: non-newtonian fluid, viscosity, shear stress, shear rate, rheology, fluid dynamics, shear-thinning, shear-thickening

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

متاح للتحديات الجديدة
مهندس ميكانيكي، مدير مشروع أو بحث وتطوير
تطوير المنتج الفعال

متاح لتحدي جديد في غضون مهلة قصيرة.
تواصل معي على LinkedIn
تكامل الإلكترونيات المعدنية والبلاستيكية، التصميم حسب التكلفة، ممارسات التصنيع الجيدة (GMP)، بيئة العمل، الأجهزة والمواد الاستهلاكية متوسطة إلى عالية الحجم، الصناعات الخاضعة للتنظيم، شهادات CE وFDA، التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، Solidworks، الحزام الأسود Lean Sigma، شهادة ISO 13485 الطبية

نحن نبحث عن راعي جديد

 

هل شركتك أو مؤسستك متخصصة في التقنية أو العلوم أو الأبحاث؟
> أرسل لنا رسالة <

احصل على جميع المقالات الجديدة
مجاني، لا يوجد بريد عشوائي، ولا يتم توزيع البريد الإلكتروني ولا إعادة بيعه

أو يمكنك الحصول على عضويتك الكاملة -مجانًا- للوصول إلى جميع المحتويات المحظورة >هنا<

Related Invention, Innovation & Technical Principles

Scroll to Top

قد يعجبك أيضاً