Newtonsche Flüssigkeiten – Problemlösung

Ein newtonsches Fluid hat eine konstante Viskosität, was bedeutet, dass die Scherspannung direkt proportional zur Scherdehnung ist.

Dieses Verhalten stellt sicher, dass die Flüssigkeit vorhersehbar auf die ausgeübten Kräfte reagiert und eine lineare Beziehung zwischen Kraft und Strömung aufrechterhalten wird.

Wasser, Luft und Leichtöle sind Beispiele für solche Flüssigkeiten, die alle unabhängig von den Bedingungen die Verhältnismäßigkeit wahren.

Stellen Sie sich eine Flüssigkeit vor, die sich zwischen zwei parallelen Platten befindet. Die obere Platte bewegt sich ständig, während die untere Platte stationär bleibt.

Unter Berücksichtigung der Viskosität des Fluids, der Geschwindigkeit der sich bewegenden Platte und des Abstands zwischen den beiden Platten muss die Schubspannung bestimmt werden, die auf die stationäre untere Platte wirkt.

Zur Berechnung der Schubspannung wird der Geschwindigkeitsgradient bestimmt. Der Geschwindigkeitsgradient stellt die Änderungsrate der Geschwindigkeit des Fluids von der stationären Platte zur sich bewegenden Platte dar.

Sobald der Geschwindigkeitsgradient bekannt ist, wird die Schubspannung berechnet, indem sie mit der Viskosität des Fluids multipliziert wird.

Die Schubspannung an der unteren Platte veranschaulicht das vorhersagbare Verhalten eines newtonschen Fluids.