Rheology Part 3 - Flow Profiles - A Video Tutorial by samMorell.com

Sam Morell

27 Dec 201509:29

Summary

TLDRيتناول هذا الفيديو سلوك السوائل من منظور الرولوجيا، موضحاً الفروق بين السوائل النيوتونية وغير النيوتونية. يتم تعريف السوائل النيوتونية مثل الماء التي لا يتغير لزوجتها مع تغير معدل القص، بينما تتغير لزوجة السوائل غير النيوتونية مثل المايونيز (نقص لزوجة مع زيادة القص) والرمل السائل (زيادة لزوجة مع زيادة القص) والكاتشب (الذي يعتمد على الزمن في تعافي لزوجته). يتم شرح تطبيقات عملية لهذه السلوكيات في الطلاءات والدهانات، حيث تسهم في تحسين الانتشار والتوزيع.

Takeaways

😀 السوائل النيوتينية هي سوائل لا تتغير لزوجتها مع تغير معدل القص، مثل الماء.
😀 السوائل غير النيوتينية تتغير لزوجتها مع تغير معدل القص، وتشمل ثلاثة أنواع رئيسية: السوائل ذات اللزوجة المنخفضة عند القص، السوائل ذات اللزوجة المرتفعة عند القص، والسوائل المعتمدة على الزمن.
😀 السوائل ذات اللزوجة المنخفضة عند القص (مثل المايونيز) تصبح أكثر سيولة عندما يتم تحريكها أو خفقها، وتستعيد لزوجتها بعد إزالة القص.
😀 السوائل ذات اللزوجة المرتفعة عند القص (مثل الرمال المتحركة) تصبح أكثر كثافة عندما يتم تحريكها أو الضغط عليها بقوة.
😀 السوائل المعتمدة على الزمن (مثل الكاتشب) تصبح أقل لزوجة عند القص، ولكن يستغرق الأمر وقتًا لاستعادة لزوجتها الأصلية بعد إزالة القص.
😀 البوليمرات في المواد مثل المايونيز تقوم بفك التشابك عند تطبيق القص، مما يقلل من مقاومة التدفق.
😀 الرمال المتحركة تعتبر مثالًا جيدًا على السوائل ذات اللزوجة المرتفعة عند القص، حيث تزيد كثافتها مع زيادة القص.
😀 الكاتشب مثال على السوائل المعتمدة على الزمن، حيث يتطلب الأمر هز الزجاجة لتقليل لزوجته بما يكفي للسكب.
😀 الطلاءات والدهانات تستفيد من خصائص السوائل المعتمدة على الزمن لتسهيل التطبيق وتجنب التقطير أو التكتل على الأسطح العمودية.
😀 فهم هذه الخصائص الميكانيكية يساعد في تصميم منتجات مثل الطلاءات والمواد الغذائية التي تتطلب تدفقًا محددًا في ظروف مختلفة.

Q & A

ما هو السائل النيوتوني؟
-السائل النيوتوني هو السائل الذي لا يتغير لزوجته مع التغير في معدل القص. مثال على ذلك هو الماء.
ما الفرق بين السوائل النيوتونية وغير النيوتونية؟
-السوائل النيوتونية تتميز بالثبات في اللزوجة بغض النظر عن معدل القص، بينما السوائل غير النيوتونية يتغير معدل لزوجتها مع التغير في معدل القص.
ما هي السوائل ذات التدفق الزائف (Pseudoplastic)؟
-السوائل الزائفة هي سوائل تنخفض لزوجتها مع زيادة معدل القص، مثل المايونيز الذي يصبح أقل لزوجة عند خلطه بسرعة.
كيف تؤثر القوى المؤثرة على السوائل الزائفة؟
-عند تطبيق القوى على السوائل الزائفة، تبدأ السلاسل البوليمرية في فك التواءاتها وتصبح أكثر انتظامًا، مما يقلل من المقاومة الداخلية.
ما هي السوائل ذات التدفق المتضخم (Dilatant)؟
-السوائل المتضخمة هي سوائل تزداد لزوجتها مع زيادة معدل القص. مثال على ذلك هو نشا الذرة المختلط بالماء.
لماذا يصبح السائل مثل الرمل المتحرك أكثر لزوجة عند محاولة تحريكه؟
-عند تطبيق قوى قص عالية على الرمل المتحرك، تزداد لزوجته ويصبح أكثر مقاومة للحركة، وذلك بسبب التضخم الناتج عن تباعد الجزيئات.
ما هو السائل ذو السلوك الثرموتروبي (Thixotropic)؟
-السائل ذو السلوك الثرموتروبي هو سائل تتأثر لزوجته بكل من معدل القص ومدة الوقت التي يستغرقها للعودة إلى حالته الأصلية بعد إزالة القص. مثال على ذلك هو الكاتشب.
كيف يفيد السلوك الثرموتروبي في صناعة الطلاءات؟
-السلوك الثرموتروبي يسمح للطلاء بالانتشار بسهولة عند تطبيقه، ولكن مع عودة لزوجته تدريجيا لمنع التجاعيد أو التموجات بعد التقديم.
ما هي العلاقة بين لزوجة المواد ومعدل القص؟
-اللزوجة تتغير استجابة لمعدل القص؛ ففي بعض المواد، تنخفض اللزوجة مع زيادة معدل القص (مثل المايونيز)، وفي البعض الآخر، ترتفع اللزوجة (مثل نشا الذرة في الماء).
ما هو الفرق بين منحنى النزول والصعود في السوائل الثرموتروبية؟
-الفرق بين منحنى النزول والصعود هو مقدار الزمن الذي يستغرقه السائل لاستعادة لزوجته بعد إزالة القص، ويُسمى هذا الفرق درجة الهيسترسيس.