Fluida non-Newtonian – pengertian, sifat, kegunaan, contoh

Banyak orang telah mendengar tentang Isaac Newton di beberapa titik. Ilmuwan terkenal ini ditandai dengan mengembangkan banyak teori ilmiah di bidang matematika dan fisika. Isaac Newton menggambarkan bagaimana cairan normal atau fluida berperilaku dan juga melakukan serangkaian pengamatan aliran yang memiliki aliran konstan atau viskositas. Ini berarti bahwa perilaku aliran atau viskositas hanya berubah dengan perubahan suhu atau tekanan. Cairan biasanya berbentuk wadah yang dituangkan, dikenal sebagai fluida Newtonian atau cairan normal. Tetapi tidak semua cairan yang kita amati mengikuti aturan ini. Kita menyebutnya cairan aneh atau fluida non-Newtonian.

Pengertian

Fluida non-Newtonian adalah substansi komposisi homogen yang mengalami deformasi terus-menerus pada saat tegangan atau gaya diterapkan, terlepas dari besarnya, itu adalah zat yang tidak memiliki bentuknya sendiri dan mengadopsi bahwa dari wadah yang berisi itu.

Fluida non-Newtonian mengubah viskositas atau perilaku aliran ketika berada di bawah beberapa jenis stres. Jika suatu gaya diterapkan pada cairan-cairan itu, misalnya mengenai memukul, mengguncang, atau memercikannya, penerapan tiba-tiba dari gaya atau tekanan ini dapat membuatnya lebih tebal dan bertindak sebagai zat padat, atau dalam beberapa Kasus menghasilkan perilaku yang berlawanan dan mungkin menjadi lebih cepat daripada sebelumnya. Saat tekanan pada mereka dihilangkan, cairan akan kembali ke keadaan sebelumnya.

Sifat fluida non-Newtonian

Sifat utama fluida non-Newtonian adalah sebagai berikut.

  • Ini adalah substansi konsistensi homogen.
  • Ia memiliki daya tahan untuk mengalir.
  • Fluida memiliki kemampuan bervariasi tergantung pada tegangan yang diberikan padanya.
  • Mereka tidak memiliki nilai viskositas yang didefinisikan atau konstan.
  • Ketika cairan-cairan ini dalam keadaan diam mereka berperilaku seperti cairan dan ketika suatu gaya diberikan padanya, mereka meningkatkan viskositasnya.
  • Viskositas fluida non-Newtonian sepenuhnya tergantung pada waktu.

Kegunaan fluida non-Newtonian

Penggunaan cairan non-Newtonian telah diusulkan untuk mengisi lubang yang bisa kita temukan di jalan dan dengan demikian sebagian menyelesaikan masalah. Ini karena zat-zat ini memiliki kekhasan dan kemampuan untuk memvariasikan viskositasnya tergantung pada kondisi yang berbeda di mana mereka terpapar, seperti suhu atau tekanan yang menjadi sasarannya. Salah satu keuntungan dari konsep ini adalah dapat bertindak cepat untuk menutupi lubang, karena cairan harus dikosongkan ke dalam lubang untuk menutupnya.

Kevlar telah menjadi pilihan utama untuk membuat rompi anti peluru selama beberapa dekade terakhir, tetapi itu mungkin berakhir, karena perlindungan ini telah terbukti memiliki efek lebih besar jika dilakukan dengan fluida antipeluru non-Newtonian. Ini terjadi karena fluida non-Newtonian memiliki kemampuan luar biasa untuk mengubah viskositasnya tergantung pada tegangan permukaan yang diberikan padanya.

Klasifikasi fluida non-Newtonian

Fluida non-Newtonian yang tidak tergantung waktu: Jenis fluida non-Newtonian ini dibagi lagi menjadi dua kelompok: yang memiliki ambang batas dan yang tanpa ambang batas. Ketika kita berbicara tentang ambang batas, kita mengacu pada kebutuhan minimum untuk nilai tegangan geser bahwa cairan ini harus mencapai gerakan, oleh karena itu, mereka memiliki viskositas bahwa pada setiap tegangan geser tidak bervariasi dengan waktu.

Fluida non-Newtonian tanpa ambang batas dibagi menjadi beberapa kelompok: pseudoplastik yang ditandai dengan memiliki viskositas yang berkurang dengan meningkatnya kecepatan deformasi, sehingga tegangan gesernya juga akan terpengaruh; dilatasi yang merupakan suspensi di mana viskositas meningkat dengan meningkatnya kecepatan deformasi karena upaya. Fluida non-Newtonian dengan ambang tegangan juga dapat dari kelas yang berbeda, misalnya, plastik ideal yang ditandai terutama dengan tetap dalam bentuk yang kaku atau padat sampai tegangan deformasi terlampaui.

Viskositas fluida non-Newtonian

Viskositas fluida non-Newtonian adalah jenis viskositas yang dapat bervariasi dengan suhu dan tekanan, tetapi tidak menampilkannya dengan memvariasikan kecepatan.

Suhu

Dalam fluida non-Newtonian, suhu bertanggung jawab untuk membuat variasi dalam viskositas fluida.

Cara membuat fluida non-Newtonian

Contoh sederhana dan tidak beracun dapat dilakukan saat menambahkan secangkir tepung jagung ke dalam secangkir air. Tepung jagung harus ditambahkan sedikit demi sedikit ke dalam air, dalam proporsi kecil dan dicampur perlahan. Ketika campuran mendekati konsentrasi kritis tipikal dari fluida non-Newtonian maka sifat-sifat fluida ini menjadi jelas. Penerapan gaya dengan sendok membuat fluida berperilaku lebih mirip dengan zat padat daripada cairan. Jika dibiarkan beristirahat, ia memulihkan perilakunya sebagai cairan.

Contoh Fluida non-Newtonian

  • Sabun dan pasta gigi.
  • Makanan seperti mentega, keju, selai, saus tomat, mayones, permen kenyal, dan yogurt.
  • Zat yang bisa kita temukan di alam seperti magma dan lava.
  • Cairan biologis seperti darah, saliva, mukosa, dan cairan sinovial.
  • Lumpur dan semen.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *