Η βασική διαφορά μεταξύ νευτώνειων και μη νευτώνειων ρευστών είναι ότι τα νευτώνεια ρευστά έχουν σταθερό ιξώδες, ενώ τα μη νευτώνεια ρευστά έχουν μεταβλητό ιξώδες.
Μπορούμε να διαιρέσουμε τα ρευστά, δηλαδή υγρά και αέρια, είτε ως νευτώνεια είτε ως μη νευτώνεια ανάλογα με το ιξώδες του ρευστού. Το ιξώδες είναι η κατάσταση του να είναι παχύρρευστο και κολλώδες λόγω της εσωτερικής τριβής του ρευστού. Επιπλέον, πρέπει να εξετάσουμε άλλες παραμέτρους για να προσδιορίσουμε εάν ένα ρευστό είναι Νευτώνειο ή μη Νευτώνειο. Αυτά είναι η διατμητική τάση και ο ρυθμός διάτμησης. Η διατμητική τάση είναι η τάση που εφαρμόζεται ομοεπίπεδα στη διατομή του ρευστού ενώ ο ρυθμός διάτμησης είναι ο ρυθμός μεταβολής της ταχύτητας με τον οποίο ένα στρώμα ρευστού περνά πάνω από ένα παρακείμενο στρώμα.
Τι είναι Νευτώνειο Ρευστό;
Τα νευτώνεια ρευστά είναι ρευστά που έχουν σταθερό ιξώδες και μηδενικό ρυθμό διάτμησης σε μηδενική διατμητική τάση. Αυτό σημαίνει; ο ρυθμός διάτμησης είναι ευθέως ανάλογος της διατμητικής τάσης. Με άλλα λόγια, ο λόγος της διατμητικής τάσης προς τον ρυθμό διάτμησης είναι σταθερός σε όλο το ρευστό.
Εικόνα 01: Χαρακτηριστικά ενός Νευτώνειου Ρευστού
Ωστόσο, τα περισσότερα ρευστά που γνωρίζουμε έχουν μεταβλητό ιξώδες. Συνήθως, κανένα πραγματικό υγρό δεν ταιριάζει ακριβώς στον ορισμό. Ως εκ τούτου, θεωρείται ως ένα απλό μαθηματικό μοντέλο. Αλλά μπορούμε να υποθέσουμε κάποια κοινά υγρά και αέρια όπως το νερό και ο αέρας ως νευτώνεια ρευστά. Το όνομα Newtonian προέρχεται από τον Isaac Newton, ο οποίος ήταν ο πρώτος επιστήμονας που χρησιμοποίησε μια διαφορική εξίσωση για να υποθέσει τη σχέση μεταξύ διατμητικής τάσης και ταχύτητας διάτμησης των ρευστών.
Τι είναι το Μη Νευτώνειο Ρευστό;
Μη νευτώνεια ρευστά είναι τα ρευστά που έχουν μεταβλητό ιξώδες και μεταβλητή σχέση με τη διατμητική τάση. Είναι επειδή αυτά τα ρευστά δεν ακολουθούν το νόμο του ιξώδους του Νεύτωνα. Το ιξώδες αυτών των ρευστών μπορεί να αλλάξει υπό τη δύναμη. δηλ. ορισμένα υγρά όπως η σάλτσα είναι πιο ρευστά όταν το μπουκάλι ανακινείται. Τα περισσότερα υγρά που γνωρίζουμε είναι μη νευτώνεια ρευστά. Πολλά διαλύματα αλάτων, λιωμένα πολυμερή και πολλά άλλα υγρά μπορούν να ταξινομηθούν σε αυτήν την ομάδα.
Εικόνα 02: Ένα μη νευτώνειο ρευστό
Αν και χρησιμοποιούμε τον όρο ιξώδες στη μηχανική των ρευστών για να περιγράψουμε τις ιδιότητες διάτμησης ενός ρευστού, δεν επαρκεί να περιγράψουμε τις ιδιότητες των μη νευτώνειων ρευστών. Υπάρχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά συμπεριφοράς των μη νευτώνειων ρευστών, όπως η ιξωδοελαστικότητα, το ιξώδες που εξαρτάται από το χρόνο κ.λπ.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Νευτώνειων και Μη Νευτώνειων Ρευστών;
Τα υγρά μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο τύπους ανάλογα με το ιξώδες ως νευτώνεια υγρά και μη νευτώνεια ρευστά. Η βασική διαφορά μεταξύ Νευτώνειων και μη Νευτώνειων ρευστών είναι ότι τα Νευτώνεια ρευστά έχουν σταθερό ιξώδες, ενώ τα μη Νευτώνεια ρευστά έχουν μεταβλητό ιξώδες. Επιπλέον, όταν εξετάζουμε το ρυθμό διάτμησης και τη διατμητική τάση, στα νευτώνεια ρευστά, μπορούμε να παρατηρήσουμε μηδενικό ρυθμό διάτμησης σε μηδενική διατμητική τάση. Αυτό σημαίνει; ο ρυθμός διάτμησης είναι ευθέως ανάλογος με τη διατμητική τάση. Ωστόσο, τα μη νευτώνεια ρευστά έχουν μεταβλητή σχέση μεταξύ του ρυθμού διάτμησης και της διατμητικής τάσης.
Αν και τα περισσότερα ρευστά που γνωρίζουμε ότι είναι μη νευτώνεια ρευστά, το νερό και ο αέρας θεωρούνται ως νευτώνεια ρευστά σε κανονικές συνθήκες. Ωστόσο, σχεδόν όλα τα άλατα, το λιωμένο πολυμερές υλικό, το αίμα, η οδοντόκρεμα, το χρώμα, το άμυλο καλαμποκιού και πολλές άλλες ποικιλίες υγρών είναι μη νευτώνεια υγρά.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ Νευτώνειων και μη Νευτώνειων ρευστών.
Σύνοψη – Νευτώνεια εναντίον μη Νευτώνειων υγρών
Τα υγρά μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο τύπους ανάλογα με το ιξώδες ως νευτώνεια υγρά και μη νευτώνεια ρευστά. Η βασική διαφορά μεταξύ νευτώνειων και μη νευτώνειων ρευστών είναι ότι τα νευτώνεια ρευστά έχουν σταθερό ιξώδες, ενώ τα μη νευτώνεια ρευστά έχουν μεταβλητό ιξώδες.
