Нью́то́новская жи́дкость (названная так в честь Исаака Ньютона) — вязкая жидкость, подчиняющаяся в своём течении закону вязкого трения Ньютона, то есть касательное напряжение и градиент скорости в такой жидкости линейно зависимы. Коэффициент пропорциональности между этими величинами известен как вязкость«Физическая энциклопедия». В 5 томах. М.: «Советская энциклопедия», 1988.
Определение Простое уравнение, описывающее силы вязкости в ньютоновской жидкости, во многом определяющие её поведение, основано на сдвиговом течении:
,
где: — касательное напряжение, вызываемое жидкостью, Па; — динамический коэффициент вязкости — коэффициент пропорциональности, Па·с; — производная скорости в направлении, перпендикулярном направлению сдвига, с−1.
Это уравнение обычно используют при течении жидкости в одном направлении, когда вектор скорости течения можно считать сонаправленным (параллельным) во всех точках рассматриваемого объёма жидкости.
Из определения, в частности, следует, что ньютоновская жидкость продолжает течь, даже если внешние силы очень малы, лишь бы они не были строго нулевыми. Для ньютоновской жидкости вязкость, по определению, зависит только от температуры и давления (а также от химического состава, если жидкость не является беспримесной), и не зависит от сил, действующих на неё. Типичная ньютоновская жидкость — вода.
Если жидкость несжимаема и вязкость постоянна во всем объёме жидкости, то касательное напряжение в прямоугольной системе координат выражается уравнением:
с сопутствующим тензором напряжения (также часто обозначается ):
,
где, согласно традиционным обозначениям тензора: — касательное напряжение на -й грани элемента жидкости в -м направлении; — скорость в -м направлении; — -я координата направления.
Если жидкость не подчиняется этим отношениям (вязкость изменяется в зависимости от скорости тока жидкости), то её в противоположность называют неньютоновской жидкостью: растворы полимеров, ряд твердых суспензий и большинство очень вязких жидкостей.
Примечания
См. также Неньютоновская жидкость
Категория:Гидродинамика Категория:Вискозиметрия Категория:Исаак Ньютон