Mocninný zákon viskozity kapalin

Mocninný zákon viskozity kapaliny  je vztah pro nenewtonské kapaliny , podle kterého je smykové napětí τ dáno vzorcem

kde:

• K  je faktor hustoty proudění (v SI je jednotkou Pa s n ),
• ∂ u /∂ y  je gradient rychlosti podél osy kolmé na smykovou rovinu vrstev tekutiny (v SI se měří v s −1 )
• n  je indikátor chování tekutiny (bezrozměrný).

Hodnota

je zdánlivá nebo efektivní viskozita jako funkce gradientu rychlosti (měřeno v SI v Pa s).

Také známý jako mocenský zákon Ostwald - de Waale [1] [2] [3] . Tento vztah je vhodný pro výpočty pro svou jednoduchost, ale pouze přibližně popisuje chování skutečných nenewtonských tekutin. Například pro n menší než jedna mocninový zákon předpovídá, že efektivní viskozita by se měla s rostoucím gradientem rychlosti neomezeně snižovat a stávat se nulovou, když gradient rychlosti jde do nekonečna, a naopak, viskozita by šla do nekonečna, když je tekutina v odpočinek. Skutečné kapaliny však mají maximální a minimální efektivní viskozitu, která závisí na zákonech fyzikální chemie na molekulární úrovni. Existují i ​​jiné modely, které lépe popisují vnitřní chování tekutin v závislosti na gradientu rychlosti, ale tato zvýšená přesnost jde na úkor jednoduchosti. Proto se k popisu chování kapalin nadále používá mocninný zákon, což umožňuje provádět matematické předpovědi, které dobře souhlasí s experimentálními daty.

Tekutiny, jejichž chování je popsáno mocninným zákonem, lze rozdělit do tří různých typů kapalin v závislosti na jejich indexu chování:

Poznámky

1. ↑ např . GW Scott Blair a kol. , J. Phys. Chem ., (1939) 43 (7) 853-864. Také de Waele-Ostwaldův zákon, např . Markus Reiner et al. , Kolloid Zeitschrift (1933) 65 (1) 44-62
2. ↑ Ostwald to nazval de Waele-Ostwaldova rovnice: Kolloid Zeitschrift (1929) 47(2) 176-187
3. ↑ Gusev Yu.I., Karasev I.N., Kolman-Ivanov E.E. Návrh a výpočet strojů pro chemickou výrobu. - M., Mashinostroenie, 1985. - str. 142

Viz také

• mocenský zákon