[식품공학] 뉴턴유체 비뉴턴 유체 비교

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본문내용

도에서 전단속도 D또는 전단응력t와 관계없이 일정한 것을 뉴턴유체라고 하고,
전단속도와 전단응력에 비례법칙이 성립하지 않는 유체, 즉 전단속도 D또는 전단응력t의 크기에 따라 점도n이 일정하지 않은 것을 비뉴턴성 유체라 한다. 물이나 알콜과 같은 단일 물질(분자)로 구성되어 있는 액체는 뉴턴유체가 되고 반면에 고분자의 용액이나 콜로이드 용액 등은 일반적으로 비뉴턴 유체에 속한다.
왼쪽 그림은 전단속도 D와 전단응력 t의 관계를 나타낸 그래프이다.
①과 같이 양쪽 모두 일정한 기울기를 가진 비례관계의 경우 뉴턴유체가 되고 그 기울기를 θ로 가지는 점도 n은 다음과 같은식으로 쓸 수 있다.
4. n=tanθ
②는Dilatant fluid 라고 하고 전단속도의 증가에 따라 점도도 증가한다.
③은 Pseudo plastic fluid 라고 하며 전단속도의 증가에 따라 점도는 감소한다.
④는 Plastic fluid 이다. 전단속도를 제로에서 부터 증가시켜도 어떤 임계점에서의 전단응력 t0 이상이 되지 않으면 유동 하지 않는 유체이다. t 와 D가 직선 관계에 있는 ④를 Bingham fluid라하고 비직선 관계에 있는 것을 non-Bingham fluid라고 한다.
⑤는 Thixotropy라고 하고 전단속도의 증가과정과 감소과정과의 사이에 히스테리시스가 발생한다. 이것은 정지 상태에서는 겔상의 액체가 유동에 의해 졸상태가 되고 다시 정지하면 겔상태로 돌아오는 것을 말한다.
②~⑤와 같이 유동성을 나타내는 것이 비뉴턴 유체가 되며 전단속도의 크기에 따라 점도 t/D는 변화 하고 점도는 일정한 값이 되지 않는다.

키워드

뉴턴,   뉴턴 유체,   뉴턴유체,   newton,   Newtonian fluid