Shearhastigheten

Shearhastigheten, ofta betecknad γ̇, är måttet på hur snabbt intilliggande skikt av en vätska glider förbi varandra när en deformation uppstår. Den beskriver hastighetsgradienten i riktningen vinkelrät mot flödesriktningen. I ett enkelt skjuvflöde där flödesriktningen är x och variationen sker längs y, är γ̇ lika med du/dy. Enheten är s^-1 (per sekund).

För newtonska vätskor är sambandet τ = η γ̇ där τ är skjuvspänningen och η vätskans konstant viskositet. För icke-newtonska vätskor varierar viskositeten med γ̇, vilket kan leda till skjuvavmattning (shear thinning) eller skjuvförtjockning (shear thickening). Vissa material uppvisar även strukturförändringar vid låga γ̇ som påverkar flödet.

Mätning och utvärdering görs vanligtvis med rheometer, där olika geometrier används, till exempel plate-plate eller cone-plate. γ̇ styrs antingen av rotation eller av flödeshastighet, beroende på instrumentet. Resultaten presenteras ofta som viskositet som funktion av γ̇, η(γ̇), eller som samband mellan τ och γ̇.

Användningsområdena för shearhastigheten sträcker sig över många fält. Den är central inom processtyrning i livsmedel, polymerbearbetning, kosmetika och geovetenskap, samt i biomedicinska flöden som blodflöde. Förståelsen av γ̇ är därför viktig för att förutsäga och kontrollera vätskors beteende under olika arbetsförhållanden.