Matroz: Nenetwonovská kvapalina a Reológia

Tagy: non-newtonian fluid, nenewtonovaká kvapalina, rheology, reológia, magnetoreologický, elektroreologický

Keď sa povie kvapalina, každého napadne asi ako prvé voda. Voda ako kvapalina, ktorá tečie a má nejakú viskozitu. Je to klasická newtonovská kvapalina. Jednou z jej základných vlastností je, že deformácia je priamo úmerná napätiu, jej viskozita je nemenná. Čiže, čím väčšie napätie budeme vyvíjať na vodu, tým väčší odpor bude ona klásť.

Poznáme však aj tzv. nenewtonovské kvapaliny, ktorých viskozita sa meni v závislosti od napätia. Rozdeľujeme ich do dvoch skupín pseudoelastické a dilatantné. Vedný odbor, ktorý skúma deformačné vlastnosti aj týchto látok, obzvlášť závislosť deformácie od napätia sa nazýva reológia.
Pseudoelastické kvapaliny.
Ich viskozita s napätím klesá, teda čím silnejšie na ne pôsobíme, tým ľahšie sa deformujú. Tieto látky sú samé o sebe väčšinou veľmi viskózne a pod malým tlakom tečú pomaly, avšak so zvyšujúcim sa tlakom sú tekutejšie. Typickým príkladom je kečup alebo maliarska farba.
Dilatantné kvapaliny
Ich viskozita s napätím rastie, takže sa pri zvyšujúcom sa tlaku deformujú stále ťažšie – tieto látky sa pri pomalom miešaní správajú tekuto, ale rýchly pohyb alebo náraz ich prakticky znehybňuje a sú akoby v dočasnom tuhom stave. Typickým príkladom je hustý roztok kukuričného škrobu alebo aj „inteligentná“ plastelína.

Zaujímavou skupinou sú magnetoreologické (MR) a elektroreologocké kvapaliny, ktoré patria medzi inteligentné materiály. Tieto materiály menia svoju viskozitu (reologické vlastnosti) v závislosti od pôsobenia, buď elektrického alebo magnetického poľa. Sú to roztoky obsahujúce 20 – 40 % relatívne čistých mäkkých kovových častíc, rozptýlených v kvapaline (minerálne oleje, syntetické oleje). Častice majú priemer 3 – 5 µm. MR kvapaliny sa od tekutého magnetu (ferrofluide) líšia veľkosťou rozptýlených častíc.