GRONDBEGINSELEN VANDE TRANSMISSIELEER - ECMD

tuur. Bij vloeistoffen met een vergelijkbare chemische opbouw (bij voorbeeld koolwaterstoffen)
stijgt de viscositeit met toenemende (gemiddelde) molecuulmassa. Bij
vloeistoffen met een gelijke molecuulmassa leidt een compacte (ringvormige of in
elkaar verstrengelde) molecuulopbouw tot een grotere weerstand tegen vervorming,
dus tot een hogere viscositeit dan een gestrekte, 'draadvormige' molecuulopbouw.
Bij een vloeistof met een gegeven molecuulstructuur hangt de viscositeit in het ideale
geval uitsluitend af van de druk en de temperatuur. Anders gezegd: bij constante druk
en temperatuur is de dynamische viscositeit onafhankelijk van de snelheidsgradiënt:
'1 = 2- = constant (bij p, T = constant) [Pa' sJ
D
V "
(2.7a)
In een 1]-D-diagram ontstaat dus een horizontale, rechte lijn (afb. 2.3a), terwijl in een
r-D-diagram (afb. 2.3b) een rechte lijn onder een hoek cp ontstaat, waarbij:
r
tan qJ = - = constant
D
Vloeistoffen die dit gedrag vertonen worden newton vloeistoffen genoemd. Ook gas- î
sen kunnen in het algemeen tot de newtonmedia worden gerekend. Verder behoren
vele minerale oliën tot deze groep: zij vertonen een newtons stromingsgedrag tot een
snelheidsgradiënt van 10 5 ... 10 6 S-I.
Het punt waar bij een newtonvloeistof de laminaire stroming omslaat in een turbulente
wordt kritische snelheid V kr genoemd. Deze is behalve van de kinematische viscositeit
en de afmetingen van de ruimte (bij een buis bij voorbeeld de buisdiameter) ook
afhankelijk van de kengrootheid van Reynolds Re, een vloeistofeigenschap. Hoe hoger
v en Re, des te hoger kan de stromingssnelheid zijn voordat er turbulente stroming
optreedt. Voor vloeistoffen ligt Re in de buurt van 2300, voor gassen in de buurt van
100.
(2.7b)
Niet -newton vloeis toffen
Er is echter een grote groep vloeistoffen, die niet aan de viscositeitswet van Newton
voldoet. Omdat hun 'viscositeit' geen vloeistofconstante is, maar afhangt van de snelheidsgradiënt
of van de schuifspanning, spreekt men liever van de schijnbare viscositeit
1]" dat is (zie formule 2.7a) de bij een bepaalde, heersende waarde van D optredende
helling die de raaklijn in een bepaald punt van de vloeikromme maakt met
de D-as. Dergelijke niet-newton vloeistoffen worden in de autotechniek steeds belangrijker.
Men deelt ze in op grond van hun viscositeitsgedrag. Men kan namelijk schrijven:
1-11
I/=I(-D.--
S S IJ
[Pa' sJ (2.8)
waarin r/; de schijnbare viscositeit bij D = I çl voorstelt en n een structuur-exponent.
Voor n = 1 is sprake van een newtonvloeistof: dan wordt de breuk gelijk aan 0, dus is
"I -+1 er niet sprake van een schijnbare viscositeit.
Is n-niet gelijk aan 1, dan is sprake van een niet-newtonvloeistof. Veel suspensies en
solen behoren tot deze groep. Een suspensie is een fijne verdeling (of dispersie) van
zeer kleine vastestofdeeltjes (in de orde van grootte van 1...0, 1 flm) in een vloeistof.
Zijn de deeltjes nog kleiner, dan wordt het systeem colloïdaal genoemd. In het eerste
85