Dilatante væsker

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 19. april 2013; checks kræver 15 redigeringer .

Dilatante væsker ( dilatante materialer ) er materialer, hvor viskositeten stiger med stigende forskydningsbelastningshastighed . Sådanne væsker er en type ikke-newtonske væsker .

Den dilatante effekt observeres i de materialer, hvor partikler med tæt afstand er blandet med en væske, der fylder rummet mellem partiklerne. Ved lave forskydningshastigheder af materialelagene i forhold til hinanden virker væsken som et smøremiddel, og det dilaterende materiale er i stand til at flyde let. Ved høje hastigheder når væsken ikke at fylde de frie rum, der dannes mellem de bevægelige partikler, og derfor øges friktionen mellem partiklerne meget, hvilket fører til en stigning i viskositeten. [1] Denne effekt kan let observeres i en blanding af majsstivelse og vand [2] som opfører sig paradoksalt, når dens overflade bliver slået eller kastet mod den. Sand fuldstændig fugtet med vand opfører sig også som et dilatant materiale. Af denne grund, når du går langs stranden efter regn, kan du observere tørt sand på de steder, hvor foden er trådt (under det våde lag af sand er der et område med tørt sand, på grund af det faktum, at regndråber, rammer det allerede våde sand, kan ikke trænge dybt ind i -på grund af vådt sands dilatante egenskaber) [3] . Af samme årsager er fodsporene for en hurtigt løbende person på vådt sand meget svagere end på tørt sand, selvfølgelig, i dette tilfælde er manifestationen af effekten meget afhængig af løberens vægt.

Rheopexy er en lignende egenskab ved materialer; i rheopetiske materialer stiger viskositeten som følge af "akkumulering" af stress over tid.
Den modsatte egenskab ved dilatans er pseudoplasticitet .

Matematisk model

For at beskrive forskydningsspændingens afhængighed af forskydningsspændingen af dilatante væsker, anvendes Ostwald-kraftloven: , hvor er konsistenskoefficienten, er flowindekset, som bestemmer stigningen i effektiv viskositet med stigende forskydningshastighed [4] . $\tau$ $\tau =K({\frac {dv}{dx)))^{m-1}({\frac {dv}{dx)))$ $K$ $m>1$

Ansøgning

Traction control

Nogle AWD - systemer bruger viskøse koblinger fyldt med en dilatant væske til at overføre kraft mellem for- og baghjul. Ved kørsel på en vej med godt vejgreb mellem hjulene og vejbanen er køreadfærden for for- og baghjul den samme, og derfor er blandingen af væsken i koblingen meget svag, den har god flydeevne og lidt kraften overføres gennem koblingen fra et hjul til et andet. Når forhjulene begynder at glide, øges hastigheden af væskelagene i den viskøse kobling, hvilket fører til en fortykkelse af denne væske. Som et resultat overføres mere drejningsmoment gennem koblingen fra baghjulene. I en sådan anordning kan væsken næsten størkne fuldstændigt, og samtidig overføres det maksimale drejningsmoment gennem koblingen. Operatøren deltager på ingen måde i styringen af den beskrevne proces. De beskrevne systemer anvendes i køretøjer designet til bevægelse både på veje og terræn.

Skudsikre veste

Nogle statslige organisationer og virksomheder bruger dilatante materialer i udviklingen af kropsrustninger og andre beskyttelsesanordninger til den menneskelige krop.

I en undersøgelse blev standard Kevlar stof sammenlignet med komposit rustning lavet af Kevlar og en dilatant væske. Resultaterne viste, at kompositpanser klarede sig bedre end ren Kevlar, på trods af at tykkelsen af kompositten var mindre end en tredjedel af ren Kevlar. [5]

Eksempler på brugen af dilatante materialer i personlige værnemidler omfatter d3o ( engelsk ) og Active Protection System [6] fremstillet af Dow Corning .

Se også

Noter

↑ Encyclopedia of Fluid Mechanics: Rheology and Non-Newtonian Flows / Cheremisihoff, Nicholas P. - Houston, Texas: Gulf Publishing Company, 1988. - Vol. 7.
↑ Youtube Cornstarch science https://www.youtube.com/watch?v=vCHPo3EA7oE Arkiveret 6. april 2018 på Wayback Machine
↑ Youtube Wet Sand Science https://www.youtube.com/watch?v=B_qRh5Y-hO8 Arkiveret 10. marts 2016 på Wayback Machine
↑ Gusev Yu.I., Karasev I.N., Kolman-Ivanov E.E. Design og beregning af maskiner til kemisk produktion. - M., Mashinostroenie, 1985. - s. 142 - 143
↑ Flydende rustning 'kan stoppe kugler' , BBC News (9. juli 2010).
↑ Dow Corning® Active Protection System

Links

Ordbøger og encyklopædier	Britannica (online)