HYDRAULICA - site

- 14 -
schuifspanningen niet lineair evenredig zijn met
gradiënten van de snelheid. Niet-newtoniaanse
vloeistoffen kunnen ofwel pseudo-plastisch zijn
indien de viscositeit afneemt met de
schuifspanning, zoals bijvoorbeeld mayonaise
verf, of tandpasta, ofwel dilatant indien de
viscositeit toeneemt met de schuifspanning,
zoals bij stroop of pudding.
Een ideaal fluïdum is een vloeistof of gas dat
geen viscositeit bezit, wat impliceert dat de
stroming zonder wrijving plaatsvindt en er dus
geen krachten overgebracht worden. Ideale
fluïda bestaan niet in werkelijkheid, doch
gassen kunnen bij benadering als ideaal
verondersteld worden. Bij vloeistoffen is dit
minder het geval, behalve in zeer bijzondere
omstandigheden, zoals vloeibaar helium bij een
temperatuur dicht bij het absolute nulpunt.
Echter in sommige praktische omstandigheden
Isaac Newton, in zijn sterfjaar 1727,
geportretteerd door J. Vanderbanck
is de wrijving klein in vergelijking met de andere optredende krachten, zodat in dergelijke
gevallen het fluïdum als ideaal mag beschouwd worden. Dit zal de berekeningen sterk
vereenvoudigen zoals aangetoond wordt in hoofdstuk 4. Bij vaste stoffen is de schuifspanning
onafhankelijk van de snelheidsgradiënt, terwijl stoffen zoals plastic, zich gedragen als een
vaste stof wanneer de schuifspanningen klein zijn en als een vloeistof wanneer de
schuifspanningen een zekere kritische waarde overstijgen. Sommige onderzoekers zijn van
oordeel dat vaste stoffen ook fluïda zijn, echter met een zeer hoge viscositeit, zoals 10 12 Pa·s
of meer (panta rhei zei Plato).
Schuifspanning, τ
Vaste stof
µ → ∞
Plastic
Niet-newtoniaans pseudoplastisch
fluïdum: µ ≠ c te
newtoniaans
fluïdum: µ = c te
Niet-newtoniaans
dilatant fluïdum: µ ≠ c te
Ideaal fluïdum: µ = 0
Afschuivingssnelheid, dγ/dt, of snelheidsgradiënt, dv/dy
Fig. 1.6 Verband tussen de schuifspanning en de vervorming voor verschillende materialen.