تفاوت اصلی بین سیالات نیوتنی و غیر نیوتنی این است که سیالات نیوتنی دارای ویسکوزیته ثابت هستند، در حالی که سیالات غیرنیوتنی دارای ویسکوزیته متغیر هستند.
ما می توانیم سیالات، یعنی مایعات و گازها را بسته به ویسکوزیته سیال به دو صورت نیوتنی یا غیرنیوتنی تقسیم کنیم. ویسکوزیته حالت ضخیم و چسبناک بودن به دلیل اصطکاک داخلی سیال است. علاوه بر این، ما باید پارامترهای دیگری را برای تعیین نیوتنی یا غیر نیوتنی بودن یک سیال در نظر بگیریم. اینها تنش برشی و نرخ برشی هستند. تنش برشی تنش اعمال شده به صورت همسطح بر سطح مقطع سیال است در حالی که نرخ برشی نرخ تغییر سرعتی است که در آن یک لایه سیال از روی یک لایه مجاور عبور می کند.
سیال نیوتنی چیست؟
سیالات نیوتنی سیالاتی هستند که دارای ویسکوزیته ثابت و نرخ برشی صفر در تنش برشی صفر هستند. یعنی؛ نرخ برشی با تنش برشی نسبت مستقیم دارد. به عبارت دیگر، نسبت تنش برشی به سرعت برشی در سراسر سیال ثابت است.
شکل 01: ویژگی های یک سیال نیوتنی
با این حال، بیشتر سیالاتی که ما می شناسیم ویسکوزیته متغیری دارند. معمولاً هیچ مایع واقعی دقیقاً با تعریف مطابقت ندارد. بنابراین به عنوان یک مدل ریاضی ساده در نظر گرفته می شود. اما می توانیم برخی از مایعات و گازهای رایج مانند آب و هوا را به عنوان سیالات نیوتنی فرض کنیم. نام نیوتنی از اسحاق نیوتن گرفته شده است، که اولین دانشمندی بود که از یک معادله دیفرانسیل برای فرض رابطه بین تنش برشی و نرخ برشی سیالات استفاده کرد.
سیال غیر نیوتنی چیست؟
سیالات غیر نیوتنی سیالاتی هستند که ویسکوزیته متغیر و رابطه متغیر با تنش برشی دارند. به این دلیل است که این سیالات از قانون ویسکوزیته نیوتن پیروی نمی کنند. ویسکوزیته این سیالات می تواند تحت فشار تغییر کند. یعنی وقتی بطری تکان می‌خورد برخی مایعات مانند سس روان‌تر می‌شوند. بیشتر سیالاتی که می شناسیم سیالات غیر نیوتنی هستند. بسیاری از محلول های نمک، پلیمرهای مذاب و بسیاری از مایعات دیگر را می توان در این گروه دسته بندی کرد.
شکل 02: یک سیال غیر نیوتنی
اگرچه ما از اصطلاح ویسکوزیته در مکانیک سیالات برای توصیف خواص برشی سیال استفاده می کنیم، اما برای توصیف خواص سیالات غیر نیوتنی کافی نیست. ویژگی های رفتاری سیالات غیر نیوتنی از جمله ویسکوالاستیسیته، ویسکوزیته وابسته به زمان و غیره وجود دارد.
تفاوت بین سیالات نیوتنی و غیرنیوتنی چیست؟
سیالات را می توان بسته به ویسکوزیته به دو نوع سیالات نیوتنی و سیالات غیر نیوتنی طبقه بندی کرد. تفاوت اصلی بین سیالات نیوتنی و غیر نیوتنی این است که سیالات نیوتنی دارای ویسکوزیته ثابت هستند، در حالی که سیالات غیر نیوتنی دارای ویسکوزیته متغیر هستند. علاوه بر این، هنگام در نظر گرفتن نرخ برشی و تنش برشی، در سیالات نیوتنی، می‌توان نرخ برشی صفر را در تنش برشی صفر مشاهده کرد. یعنی؛ نرخ برشی نسبت مستقیمی با تنش برشی دارد. با این حال، سیالات غیر نیوتنی رابطه متغیری بین سرعت برشی و تنش برشی دارند.
اگرچه بیشتر سیالاتی که می دانیم سیالات غیر نیوتنی هستند، آب و هوا در شرایط عادی به عنوان سیالات نیوتنی در نظر گرفته می شوند. با این حال، تقریباً تمام نمک ها، مواد پلیمری مذاب، خون، خمیر دندان، رنگ، نشاسته ذرت و بسیاری از انواع دیگر مایعات، مایعات غیر نیوتنی هستند.
اینفوگرافیک زیر تفاوت بین سیالات نیوتنی و غیر نیوتنی را خلاصه می کند.
خلاصه - نیوتنی در مقابل سیالات غیر نیوتنی
سیالات را می توان بسته به ویسکوزیته به دو نوع سیالات نیوتنی و سیالات غیر نیوتنی طبقه بندی کرد. تفاوت اصلی بین سیالات نیوتنی و غیر نیوتنی این است که سیالات نیوتنی دارای ویسکوزیته ثابت هستند، در حالی که سیالات غیرنیوتنی دارای ویسکوزیته متغیر هستند.
