Newton’un Temel Reoloji Bağıntısı

Newton’un Temel Reoloji Bağıntısı

Newton’un akışkanlar yasasında deformasyon oranından bağımsız sabit bir viskozitesi vardır. Newton akışkan yasasına uymayanlarda, deformasyon oranına bağlı viskozite vardır, örneğin, viskozitede kesme incelmesi veya kalınlaşması. Kesme kalınlaşması deformasyon oranı yönünde viskozitenin artışını gösterirken, kesme incelmesi ve kesme oranı yönünde viskozite azalmasını gösterir.

Ayrıca materyaller (madde) katı gibi veya viskoz gibi davranış göstererek deformasyona karşı direnç gösterirler. Katı gibi davranan maddeler deformasyon altında ve taşınan gerilmenin üzerindedir ve enerji depolarlar ve akışkanın deforme olmadığı duruma geri dönerler. Akışkan maddeler ise gerilim altında sürekli deforme olurlar ve deformasyon altında enerji depolayamazlar. Katı gibi ve viskoz gibi akış özellikleri gösteren maddeler viskoelastik maddeler diye adlandırılır.

Kesme viskozitesi ölçümü

Kesme viskozitesi ölçümünde genel ve yaygın olan metot tabaka kaydırma tekniğidir. Bu teknikte bir tabaka başka bir tabaka üzerinden kaydırılarak basit bir boyutlu kesme akışı yükler. Bu ayrıca viskometrik akış olarak ta bilinir. Viskometrik akış ayrıca bükük nesne kullanılarak ta oluşturulabilinir. Test akışkanı 2 paralel dairesel plaka arasına bırakılır. Bir plaka, kesme akışı oluşturmak için, belirli bir eksende döndürülür ve diğer plaka ise oluşan torku ölçer. Bilinen kesme oranında modülün, viskozitenin ve gerilmenin hesaplanması mümkündür. Bu nesne, kişisel araştırmalarda kullanılan “Advanced Rheometric Expansion System (ARES)” (ileri reometrik yayılma sistemi) gibi birçok ticari amaçlı reometreler de bulunabilir.

Newton, sıvı akımını sonsuz sayı ve incelikteki sıvı tabakalarının birbiri üzerinde kayması olarak tanımlamıştır. Buna göre, sabit bir yüzey üzerinde kayan sıvı kitlesinin birim alanına uygulanan “F” kuvveti, kuvvetin uygulandığı en üst tabakada “v” hızında bir harekete neden olur. Bu tabakanın altındaki tabakalarda hareket hızı sabit yüzeye doğru gidildikçe azalır. Yani, “x” kalınlığındaki sıvı kitlesi içinde, sıvı tabakaları arasındaki sürtünme nedeniyle ortaya çıkan bir hız gradiyenti  vardır. Bu hız gradiyenti ile birim alana uygulanan kuvvet arasındaki ilişki sıvının akışkanlığını belirler. Bu tanıma göre birim alana uygulanan kuvvetin (F/A), hız gradiyentine oranı (v/x) sıvının viskozitesi olarak bilinir. Sıvının birim alanına uygulanan kuvvete kayma gerilimi, sıvı tabakası içindeki hız gradiyentine ise kayma hızı denir.

Kayma hızının, yukarıda tanımlanan anlamda bir hız parametresi olmayıp, sıvı tabakalarının hareket hızının birbirine göre durumunu ifade eden bir parametre olduğuna dikkat edilmelidir.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir