Розподіл швидкості у пристінних шарах ньютонівських рідин
Дотичне напруження зсуву.jpg
Класифікація рідин за видом залежності дотичних напружень від градієгту швидкості.

Рідина ньютонівська (рос. жидкость ньютоновская; англ. Newtonian (normal) fluid; нім. Newtonsche Flüssigkeit f) – модель рідини, що являє собою суцільне рідке тіло, для якого дотичні напруження внутрішнього тертя , спричиненого відносним проковзуванням (зсувом) шарів рідини прямо пропорційні першому степеню градієнта швидкості у напрямі, перпендикулярному до напрямку проковзування:

,

де: — дотичне напруження внутрішнього тертя, що виникає в рідині, [Па];

— коефіцієнт пропорційності або динамічний коефіцієнт в'язкості, [Па·с];
— градієнт швидкості у напрямі, перпендикулярному до напряму зсуву, [с−1].

У загальному випадку у векторному записі: диференціал вектора сили тертя дорівнює добутку коефіцієнта в'язкості та векторного добутку диференціалу вектора площі дотичних шарів рідини і ротора швидкості.

Іншими словами, це означає, що рідина зберігає описану властивість в'язкості незалежно від сил, що діють на неї та швидкостей плину. Наприклад, вода є ньютонівською рідиною, на відміну від неньютонівських рідин, в'язкість яких залежить від швидкості плину а перемішування може призвести до порушення суцільності.

Для ньютонівської рідини в'язкість залежить лише від температури і тиску (а також від хімічного складу) і не залежить від сил, що діють на неї.

Якщо рідину вважати нестискуваною і в'язкість — стала по усьому об'єму рідини, то рівнянням, що описує дотичне напруження в прямокутній системй координат у тензорному записі, буде:

де, згідно з прийнятими позначеннями тензора,

— дотичне напруження на -ій грані елемента рідини в -ому напрямку;
— швидкість в -ому та -ому напрямках;
-а та -а координати напрямків.

Якщо рідини не описуються наведеними рівняннями, то їх називають неньютонівськими рідинами, до яких відносяться, наприклад, розчини та розплави полімерів, низка твердих суспензій та більшість рідин великої в'язкості.

Література


У цій статті використовується матеріал з статті Вікіпедії Ньютонівська рідина, який випущений під Creative Commons Attribution-Share-Alike License 3.0.