Newtonsal Olmayan (Non-Newtonian) Akışkanlar Nedir?

Newtonsal olmayan akışkanlar, akışkanların hareketleri sırasında Newton’un hareket yasalarının tam olarak geçerli olmadığı akışkanlardır. Newtonsal akışkanlar ise, sıvıların ve gazların davranışları, basitçe ifade edilebilen ve basit matematiksel formüllerle modellenebilen sıvılardır.

Newton’un hareket yasaları, bir akışkanın hareketini belirlemek için kullanılan temel prensiplerdir. Bu yasalar, sıvıların hareketini açıklayan Bernoulli denkleminin temelini oluşturur. Bu yasaların geçerli olduğu akışkanlar, sıvılar ve gazlar gibi basit yapıya sahip akışkanlardır. Bu tür akışkanların hareketleri, Newton’un hareket yasalarına göre öngörülebilir ve matematiksel olarak modellenebilir.

Ancak bazı akışkanlar, Newton’un hareket yasalarına tam olarak uymazlar. Bu tür akışkanlar, genellikle yüksek viskoziteleri nedeniyle, viskozite olarak adlandırılan içsel sürtünme kuvvetleriyle etkileşirler. Viskozite, bir sıvının direncini ölçen bir özelliktir ve sıvının yapısına, sıcaklığına ve diğer faktörlere bağlıdır.

Viskoziteleri yüksek olan akışkanlar, bu içsel sürtünme kuvvetleri nedeniyle Newtonsal yasaların geçerli olmadığı akışkanlar olarak kabul edilirler. Bu tür akışkanların hareketleri, genellikle oldukça karmaşıktır ve matematiksel olarak modellenmeleri zordur.

Örneğin, jöle veya melas gibi yoğun sıvılar, plastik veya bazı tip yağlar gibi yoğun sıvılar ve koyulaştırıcılarla karıştırılmış sıvılar, Newtonsal olmayan akışkan özellikleri gösterirler. Bu tür akışkanların özellikleri, akışkan mekaniği alanında çalışan mühendisler ve araştırmacılar tarafından incelenir.

Newtonsal Olmayan Akışkanlar Nasıl Oluyor?

Newtonsal olmayan akışkanlar, genellikle yüksek viskoziteye sahip oldukları için Newton’un hareket yasalarına tam olarak uymazlar. Bu tür akışkanlar, içsel sürtünme kuvvetleri nedeniyle düzensiz ve karmaşık hareketler gösterirler.

Viskozite, bir akışkanın direncini ölçen bir özelliktir. Akışkanın moleküler yapısı, sıcaklık, basınç ve diğer faktörlere bağlı olarak değişebilir. Viskozite arttıkça, akışkanın içindeki moleküllerin hareketi daha sınırlı hale gelir ve akışkan daha yavaş akar.

Newtonsal akışkanlar için, akışkanın akış hızı ile akışkanın içindeki moleküllerin hareketi arasında doğrusal bir ilişki vardır. Yani akışkanın akış hızı arttıkça, içindeki moleküller de daha hızlı hareket eder. Ancak Newtonsal olmayan akışkanlar için, bu ilişki doğrusal değildir ve içsel sürtünme kuvvetleri nedeniyle daha karmaşık bir davranış sergilerler.

Bu tür akışkanların hareketi, yüksek viskoziteleri nedeniyle oldukça yavaş olabilir ve bazen tamamen durabilirler. Ayrıca, bu tür akışkanların hareketi, bazı faktörler tarafından etkilenebilir, örneğin akışkanın sıcaklığı, basıncı ve hareketinin yönü gibi.

Bu özellikleri nedeniyle, Newtonsal olmayan akışkanlar genellikle endüstriyel uygulamalarda ve bilimsel araştırmalarda özel ilgi alanı oluştururlar ve doğru şekilde modellenmeleri ve anlaşılması oldukça önemlidir.

Newtonsal Olmayan Akışkanların Çeşitleri Nelerdir?

Newtonsal olmayan akışkanlar, viskoziteleri nedeniyle basit matematiksel formüllerle modellenebilecekleri Newtonsal akışkanlardan farklı olarak, genellikle daha karmaşık davranış sergilerler. Bu nedenle, bu tür akışkanların çeşitli sınıflandırmaları vardır. Aşağıda, bazı yaygın Newtonsal olmayan akışkan türleri açıklanmaktadır:

Koyulaştırılmış Sıvılar: Koyulaştırıcı maddeler, bazı sıvıların viskozitesini arttırmak için eklenirler. Örnek olarak, jel veya krem gibi ürünlerde kullanılan xanthan gum, karayağmuru tohumu veya guar gum gibi maddeler gösterilebilir.

Polimer Çözeltileri: Polimerler, sıvı ortamda çözündüğünde, viskozitenin artmasına neden olur ve bu nedenle polimer çözeltileri de Newtonsal olmayan akışkanlar olarak kabul edilirler. Örnek olarak, hücre kültürleri veya yapıştırıcılar gibi ürünlerde kullanılan polimer çözeltileri gösterilebilir.

Konsantre Emülsiyonlar: Konsantre emülsiyonlar, su gibi sıvıların birbirleriyle karıştırılmasıyla oluşan karışımlardır. Bu karışımların viskozitesi, yağ damlacıkları veya diğer bileşenlerin yoğunluğuna bağlı olarak artabilir. Örnek olarak, mayonnaiz veya diğer soslar gibi ürünlerde kullanılan konsantre emülsiyonlar gösterilebilir.

Kan ve Kan Ürünleri: Kan, kırmızı ve beyaz kan hücreleri, trombositler ve plazma gibi çeşitli bileşenler içerir. Bu bileşenlerin viskozitesi, kanın akışkanlığına ve dolaşımına etki eder. Özellikle yüksek kırmızı kan hücresi sayısı olan hastalarda, kanın viskozitesi artar ve akışkanlık bozulur.

Yoğun Sıvılar: Yoğun sıvılar, özellikle endüstriyel uygulamalarda kullanılan çok viskoz akışkanlardır. Örnek olarak, petrol, asfalt ve jöleler gibi ürünler gösterilebilir.

Bu tür akışkanların özellikleri, akışkan mekaniği alanında çalışan mühendisler ve araştırmacılar tarafından incelenir. Bu çalışmalar, bu tür akışkanların davranışlarını anlamak ve uygulamalar için doğru şekilde modellenmelerini sağlamak için önemlidir.