ทำความเข้าใจของเหลวที่ไม่เป็นไปตามกฎนิวตัน: ศึกษาพฤติกรรม การใช้งาน และความสำคัญในวิศวกรรมความร้อน เพื่อเพิ่มความสามารถในการถ่ายเทความร้อน
ทำความเข้าใจของเหลวที่ไม่เป็นไปตามกฎนิวตัน
ในสาขาวิศวกรรมความร้อน การศึกษาเกี่ยวกับการถ่ายเทความร้อนและพลศาสตร์ของของเหลวเป็นสิ่งสำคัญ ของเหลวสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทใหญ่ๆ คือ ของเหลวที่เป็นไปตามกฎนิวตัน (Newtonian fluids) และของเหลวที่ไม่เป็นไปตามกฎนิวตัน (Non-Newtonian fluids)
ของเหลวที่ไม่เป็นไปตามกฎนิวตันคืออะไร?
ของเหลวที่ไม่เป็นไปตามกฎนิวตันคือ ของเหลวที่ไม่เป็นไปตามกฎของนิวตันในการไหล ซึ่งระบุว่าความเค้น (ความดันภายในของเหลว) เป็นสัดส่วนกับอัตราเฉือน (อัตราการเปลี่ยนแปลงความเร็ว) อย่างเช่น น้ำและอากาศ เป็นต้น ของเหลวไม่เป็นไปตามกฎนิวตันนั้นมีพฤติกรรมการไหลที่ซับซ้อนและไม่เป็นเชิงเส้น
ประเภทของของเหลวที่ไม่เป็นไปตามกฎนิวตัน
สมการพื้นฐานของของเหลวที่ไม่เป็นไปตามกฎนิวตัน
ถ้าต้องการวิเคราะห์การไหลของของเหลวที่ไม่เป็นไปตามกฎนิวตัน จะใช้แบบจำลองที่เรียกกันว่า สมการเชิงสัมพัทธ์ ซึ่งเป็นเพียงส่วนหนึ่งของการค้นหาที่ซับซ้อน ตัวอย่างเช่น สมการเพื่ออธิบายความเค้น τ ในของเหลวพลาสติกพีเซาโดคือ
\[
\tau = k (\frac{du}{dy})^n
\]
โดยที่
τ = ความเค้นเฉือน
k = สัมประสิทธิ์ความสม่ำเสมอ
\frac{du}{dy} = อัตราเฉือน
n = ดัชนีการไหล
การประยุกต์ใช้ของของเหลวที่ไม่เป็นไปตามกฎนิวตัน
ของเหลวที่ไม่เป็นไปตามกฎนิวตันมีความหลากหลายและมีความสำคัญในหลายๆ อุตสาหกรรม การเข้าใจพฤติกรรมการไหลของของเหลวเหล่านี้จะช่วยให้วิศวกรและนักวิทยาศาสตร์สามารถพัฒนาผลิตภัณฑ์และกระบวนการที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นได้