Reologia – Wprowadzenie
Reologia, wywodząca się z greckiego słowa oznaczającego „płynący”, to dział mechaniki ośrodków ciągłych, który bada plastyczne deformacje oraz płynięcie substancji. Termin ten wprowadził Eugene Bingham w 1920 roku, inspirowany koncepcjami Markusa Reinera i stwierdzeniem Heraklita, że „wszystko płynie”.
Przedmiot badań
Reologia opisuje zachowanie ciał stałych i płynnych, które wykazują cechy obu tych stanów. Przykładem może być łyżeczka zanurzona w gęstym miodzie, która zatonie po pewnym czasie. Istnieją substancje, takie jak smoła, które mają tak dużą lepkość, że proces ten może zająć bardzo długi czas.
Reologia łączy teorię plastyczności oraz mechanikę płynów nienewtonowskich, obejmując różnorodne materiały, takie jak:
- pasty
- emulsje
- farby i lakiery
- żywice
- ciekłe kryształy
- metale w podwyższonej temperaturze
- piany
Ważne zagadnienia reologii
Jednym z kluczowych aspektów reologii jest empiryczne ustalanie związków konstytutywnych, które opisują relacje między naprężeniem a odkształceniem w funkcji czasu. Techniki pomiarowe stosowane w tym zakresie nazywane są reometrią. Wartości uzyskane w badaniach są klasyfikowane i modelowane matematycznie.
Reologia bada m.in.:
- zmienne relacje między naprężeniem a odkształceniem
- zmienność lepkości
- odrywanie i mieszanie cząstek
- układanie się substancji
- prędkość tłoczenia
- formowanie powierzchni
Reologia ma szczególne znaczenie w inżynierii i naukach biomedycznych, takich jak hemoreologia, która bada reologię krwi i innych cieczy ustrojowych.
Zasadnicze postulaty reologii
Postulaty wprowadzone przez Reinera obejmują:
- Każde ciało bez porów zachowuje się pod obciążeniem izotropowym jak ciało idealnie sprężyste.
- Każdy materiał ma właściwości reologiczne, chociaż w różnym stopniu.
- Równanie reologiczne prostszego ciała można uzyskać z równania bardziej złożonego, przyrównując do zera odpowiednie parametry.
