Der Hauptunterschied zwischen Newtonschen und Nicht-Newtonschen Flüssigkeiten besteht darin, dass Newtonsche Flüssigkeiten eine konstante Viskosität haben, während Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten eine variable Viskosität haben.
Wir können Fluide, d.h. Flüssigkeiten und Gase, je nach Viskosität des Fluids entweder als Newtonsch oder nicht-Newtonsch unterteilen. Viskosität ist der Zustand, in dem es aufgrund der inneren Reibung der Flüssigkeit dick und klebrig ist. Darüber hinaus müssen wir andere Parameter berücksichtigen, um zu bestimmen, ob eine Flüssigkeit newtonsch oder nicht-newtonsch ist. Dies sind die Scherspannung und die Scherrate. Die Scherspannung ist die Spannung, die koplanar auf den Flüssigkeitsquerschnitt ausgeübt wird, während die Scherrate die Geschwindigkeitsänderungsrate ist, mit der eine Flüssigkeitsschicht über eine benachbarte Schicht läuft.
Was ist Newtonsche Flüssigkeit?
Newtonsche Flüssigkeiten sind Flüssigkeiten mit einer konstanten Viskosität und einer Null-Schergeschwindigkeit bei Null-Scherspannung. Das bedeutet; die Scherrate ist direkt proportional zur Scherspannung. Mit anderen Worten, das Verhältnis der Schubspannung zur Schergeschwindigkeit ist im gesamten Fluid konstant.
Abbildung 01: Eigenschaften einer Newtonschen Flüssigkeit
Allerdings haben die meisten Flüssigkeiten, die wir kennen, eine variable Viskosität. Normalerweise entsprechen keine echten Flüssigkeiten genau der Definition. Daher wird es als einfaches mathematisches Modell betrachtet. Aber wir können einige übliche Flüssigkeiten und Gase wie Wasser und Luft als Newtonsche Flüssigkeiten annehmen. Der Name Newton stammt von Isaac Newton, der als erster Wissenschaftler eine Differentialgleichung verwendete, um die Beziehung zwischen Scherspannung und Schergeschwindigkeit von Flüssigkeiten zu postulieren.
Was ist eine nicht-newtonsche Flüssigkeit?
Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten sind Flüssigkeiten, die eine variable Viskosität und eine variable Beziehung zur Scherspannung haben. Dies liegt daran, dass diese Flüssigkeiten nicht dem Newtonschen Viskositätsgesetz folgen. Die Viskosität dieser Flüssigkeiten kann sich unter Krafteinwirkung ändern. d.h. einige Flüssigkeiten wie Soßen laufen beim Schütteln der Flasche flüssiger. Die meisten Flüssigkeiten, die wir kennen, sind nicht-newtonsche Flüssigkeiten. Viele Salzlösungen, geschmolzene Polymere und viele andere Flüssigkeiten können in diese Gruppe eingeordnet werden.
Abbildung 02: Eine nicht-newtonsche Flüssigkeit
Obwohl wir den Begriff Viskosität in der Strömungsmechanik verwenden, um die Schereigenschaften einer Flüssigkeit zu beschreiben, ist er nicht ausreichend, um die Eigenschaften von nicht-newtonschen Flüssigkeiten zu beschreiben. Es gibt verschiedene Verh altenseigenschaften von nicht-newtonschen Flüssigkeiten, einschließlich Viskoelastizität, zeitabhängiger Viskosität usw.
Was ist der Unterschied zwischen Newtonschen und Nicht-Newtonschen Flüssigkeiten?
Flüssigkeiten können je nach Viskosität in Newtonsche Flüssigkeiten und Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten eingeteilt werden. Der Hauptunterschied zwischen Newtonschen und Nicht-Newtonschen Flüssigkeiten besteht darin, dass die Newtonschen Flüssigkeiten eine konstante Viskosität haben, während die Nicht-Newtonschen Flüssigkeiten eine variable Viskosität haben. Darüber hinaus können wir bei Betrachtung der Schergeschwindigkeit und der Scherspannung in Newtonschen Flüssigkeiten eine Null-Schergeschwindigkeit bei Null-Scherspannung beobachten. Das bedeutet; die Schergeschwindigkeit ist direkt proportional zur Scherspannung. Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten haben jedoch eine variable Beziehung zwischen Schergeschwindigkeit und Scherspannung.
Obwohl die meisten Flüssigkeiten, die wir kennen, keine Newtonschen Flüssigkeiten sind, werden Wasser und Luft unter normalen Bedingungen als Newtonsche Flüssigkeiten betrachtet. Fast alle Salze, geschmolzenes Polymermaterial, Blut, Zahnpasta, Farbe, Maisstärke und viele andere Arten von Flüssigkeiten sind jedoch nicht-Newtonsche Flüssigkeiten.
Die folgende Infografik fasst den Unterschied zwischen newtonschen und nicht-newtonschen Flüssigkeiten zusammen.
Zusammenfassung – Newtonsche und nicht-newtonsche Flüssigkeiten
Flüssigkeiten können je nach Viskosität in Newtonsche Flüssigkeiten und Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten eingeteilt werden. Der Hauptunterschied zwischen Newtonschen und nicht-Newtonschen Flüssigkeiten besteht darin, dass Newtonsche Flüssigkeiten eine konstante Viskosität haben, während nicht-Newtonsche Flüssigkeiten eine variable Viskosität haben.
