flödesbeteende

Flödesbeteende beskriver hur ett material deformeras och flyter när det utsätts för pålagda krafter. Inom rheologi anger det sambandet mellan skjuvspänning (τ) och skjughastighet (γ̇), vilket avgör den relativa viskositeten η och hur materialet uppträder under olika betingelser.

Material kan vara Newtonska vätskor, vilka har konstant viskositet och där τ är proportionell mot γ̇, eller icke-Newtonska vätskor, där viskositeten varierar med γ̇ eller med tiden. Vanliga beteenden är shear-thinning (viskositeten minskar när γ̇ ökar), shear-thickening (viskositeten ökar när γ̇ ökar), samt flödesbeteenden med yield-stress, där flöde kräver att τ överstiger en viss gräns τ_y. Tidsberoende effekter såsom thixotropi (viskositeten minskar med tid under konstant skjuv) och rheopexi (viskositeten ökar med tid) förekommer också.

Vanliga modeller som används för att beskriva flödesbeteendet inkluderar: Newtonska vätskor följer τ = μ γ̇. Bingham-plastik: τ = τ_y + μ_p γ̇ för τ > τ_y, annars γ̇ = 0. Herschel-Bulkley: τ = τ_y + k γ̇^n. Ostwald-de Waele (power-law): τ = k γ̇^n, där n<1 ger shear-thinning och n>1 shear-thickening.

Flödesbeteende analyseras med rheometrar för att upprätta flödeskurvor (τ mot γ̇). Resultaten påverkas av temperatur, tryck, sammansättning och skjuvhistorik, vilket gör flödesbeteende centralt inom polymer-, livsmedels-, färg-, cement- och kosmetikindustri samt vid hantering av granulära material och geologiska mem.