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魏森伯格效应(流体)

1947
  • Karl Weissenberg
研究人员在实验室演示粘弹性流体的魏森堡效应。

(图片仅供参考)

魏森伯格效应是粘弹性流体的一种现象,当一根旋转的杆插入其中时,流体会沿着杆向上攀升。这与牛顿流体的行为截然相反,牛顿流体在受到外力作用时会被向外推。 离心力形成涡流。这种效应是由法向力引起的。 压力 流体在剪切作用下产生的差异。

魏森伯格效应是某些材料弹性性质的直接结果。 非牛顿流体 流体。当像水这样的简单流体在旋转杆和静止容器之间受到剪切时,流体单元会沿流动方向(切向)拉伸。在纯粘性牛顿流体中,这会导致…… 剪应力 但垂直于剪切面的应力(法向应力)为零。然而,在粘弹性流体(例如聚合物溶液)中,长聚合物链会抵抗这种拉伸,从而沿着弯曲的流线产生弹性张力,很像拉伸的橡皮筋。

这种张力会产生一个指向旋转中心的“环向应力”。这个指向中心的力会产生压力梯度,推动流体沿着阻力最小的路径向上流动。这种效应的大小与第一法向应力差[latex]N_1 = tau_{ hetatheta} tau_{rr}[/latex]有关,它是流变学中量化流体弹性的一个关键参数。魏森伯格效应是流体弹性的一个强有力的直观展示,也是聚合物熔体和溶液研究中的一个基本概念。

UNESCO Nomenclature: 2210
- 机械

类型

物理现象

中断

重大的

用法

小众/专业

前体

  • 粘弹性理论的发展
  • 聚合物溶液及其异常流动行为的研究
  • 魏森伯格发明了锥板流变仪,可以测量法向应力

应用程序

  • 在流变仪中表征聚合物的粘弹性
  • 用于粘弹性材料(如面包面团或聚合物熔体)的搅拌器的设计
  • 了解聚合物加工中的流动不稳定性
  • 协助设计非牛顿流体泵

专利:

NA

潜在创新理念

  • 采用粘弹性润滑剂的自定心轴承
  • 由旋转表面驱动的无泵流体输送系统
  • 利用爬杆来增强垂直混合的新型混合装置
  • 根据爬升高度检测聚合物浓度的传感器
  • 以动态流体雕塑为特色的艺术装置
  • 利用正应力分离颗粒的离心分离器
  • 基于受控正应力效应的软机器人执行器
  • 利用该效应来管理流体流动的石油开采井下工具
相关领域:魏森伯格效应、棒状攀爬、粘弹性、正应力、流变学、聚合物熔体、非牛顿流体、环向应力。

历史背景

魏森伯格效应(流体)

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

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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