Rheology Part 2 - Deformation Forces - A Video Tutorial by samMorell.com

Sam Morell

28 Sept 201508:30

Summary

TLDRفي الجزء الثاني من سلسلة الفيديوهات حول الريولوجيا، نستعرض القوى المؤثرة على سلوك المواد أثناء تدفقها وتشوهها. نركز على قوى القص مثل التوتر، الضغط، والانحناء، والتورشن، وكيفية تأثيرها على تدفق المواد. يتم تعريف مصطلحي معدل القص والإجهاد الناتج عن القص، وشرح العلاقة بينهما في تحديد لزوجة المادة. يُستخدم مثال كرة الغولف لتوضيح تأثير القوة على تدفق المواد في بيئات لزجة مختلفة. في الجزء التالي، سيتم استكشاف سلوك التدفق لأنواع متعددة من السوائل مثل السوائل النيوتونية واللدائنية وغيرها.

Takeaways

😀 الريولوجيا هي دراسة سلوك تدفق المواد تحت تأثير القوى المطبقة.
😀 من العوامل الأساسية التي تؤثر في تدفق المواد هي القوى الخارجية مثل التوتر، الضغط، التواء، والقص.
😀 القوى التي يمكن أن تؤثر على المادة تشمل: التوتر (سحب المواد)، الضغط (ضغط المواد)، التواء (دوران المادة)، والقص (دفع أجزاء المادة في اتجاهات مختلفة).
😀 بمراجعة معدل القص والضغط القصي، نصل إلى فهم أفضل للزوجة.
😀 معدل القص هو الفرق في سرعة الطبقات المادية داخل المادة مقسومًا على المسافة النسبية بين الطبقات.
😀 الضغط القصي هو القوة المطبقة على وحدة المساحة.
😀 هناك علاقة مباشرة بين الضغط القصي ومعدل القص: زيادة الضغط القصي تؤدي إلى زيادة معدل القص.
😀 اللزوجة هي نسبة الضغط القصي إلى معدل القص، مما يعني أنه كلما زادت القوة المطلوبة لتدفق المادة بنفس السرعة، زادت لزوجتها.
😀 المواد التي تحتاج إلى قوة أكبر للتدفق، مثل العسل مقارنة بالماء، تعتبر أكثر لزوجة.
😀 يمكن تصور اللزوجة باستخدام تشبيه ضرب الكرة الذهبية، حيث تحتاج المادة الأكثر لزوجة إلى قوة أكبر لتحريكها في وسط مقاوم مثل الرمال.
😀 في الجزء الثالث من السلسلة، سيتم استعراض العلاقة بين اللزوجة ومعدل القص مع أمثلة على أنماط سلوك تدفق المواد مثل نيوتوني، شبه بلاستيكي، ديلانت و ثيكستروبي.

Q & A

ما هو تعريف الريولوجيا؟
-الريولوجيا هي دراسة سلوك تدفق المواد تحت تأثير القوى المطبقة عليها، مثل الشد أو الضغط أو التواء المادة.
ما هي القوى المؤثرة على المواد كما تم شرحها في الفيديو؟
-تمت مناقشة عدة أنواع من القوى المؤثرة على المواد: الشد (قوى سحب المادة)، الضغط (قوى ضغط المادة)، التواء (قوى لف المادة)، والقص (قوى دفع جزأين من المادة في اتجاهين متعاكسين).
ما هو الفرق بين الإجهاد القصي ومعدل القص؟
-الإجهاد القصي هو القوة المطبقة على وحدة المساحة، بينما معدل القص هو الفرق في سرعة الطبقات داخل المادة مقسومًا على المسافة النسبية بين هذه الطبقات.
كيف يرتبط الإجهاد القصي بمعدل القص؟
-يوجد ارتباط مباشر بين الإجهاد القصي ومعدل القص، حيث أنه مع زيادة الإجهاد القصي، يزيد معدل القص بنفس النظام.
ما هي اللزوجة وكيف يتم تحديدها؟
-اللزوجه هي نسبة الإجهاد القصي إلى معدل القص. بعبارة أخرى، هي مقياس لمقاومة المادة للتدفق تحت تأثير القوى المطبقة عليها.
كيف يتم قياس اللزوجة؟
-اللزوجة تقاس بوحدات مثل الدين·ثانية لكل سنتيمتر مربع (poise أو centipoise)، حيث أن الماء على سبيل المثال له لزوجة تساوي 0.01 poise أو 1 centipoise.
ما هو الفرق بين السوائل ذات اللزوجة العالية والمنخفضة؟
-السوائل ذات اللزوجة العالية، مثل العسل، تحتاج إلى قوة أكبر للتدفق بنفس سرعة السوائل ذات اللزوجة المنخفضة مثل الماء.
كيف يمكن تفسير العلاقة بين الإجهاد القصي ومعدل القص في سياق اللزوجة؟
-عندما نحتاج إلى تطبيق مزيد من الإجهاد القصي لتحقيق نفس معدل القص، فإن اللزوجة تكون أعلى. والعكس صحيح إذا كان الإجهاد القصي أقل لتحقيق نفس المعدل.
ماذا يعني معدل القص العالي بالنسبة للزوجة؟
-معدل القص العالي يعني أن المادة تتحرك بسرعة أكبر بين طبقاتها، مما يشير إلى لزوجة أقل إذا كان الإجهاد القصي ثابتًا.
ما هي الأنظمة التي سيتم مناقشتها في الجزء التالي من الفيديو؟
-في الجزء التالي من الفيديو، سيتم مناقشة سلوكيات التدفق مثل السوائل النيوتونية، البلاستيكية الزائفة، الديلاتية، والثيكسوتروبية، وكيف تؤثر اللزوجة على هذه الأنظمة.