WikiDer > Dilatant

Die erforderliche Schubspannung in Abhängigkeit von der zu erreichenden Schergeschwindigkeit für verschiedene Arten von Flüssigkeiten. Dilatierte Flüssigkeiten werden mit zunehmender Bewegung der Flüssigkeit viskoser.

Erweiterung ist die Eigenschaft von a Nicht-Newtonsche Flüssigkeit, bei dem die Viskosität an einer Schubspannung nimmt zu, aber nicht mit der Zeit. Nach Wegfall der Schubspannung stellt sich die Ausgangsviskosität sofort wieder ein. Je größer die Scherkraft, desto höher die Viskosität. Dilatanz tritt auf, weil die Partikel aufgrund der auftretenden Schubspannung häufiger miteinander kollidieren als ohne diese Schubspannung. Dadurch stoßen sich die Partikel gegenseitig weg und die Viskosität und das Volumen nehmen zu. Dieses Phänomen tritt hauptsächlich bei konzentrierten Dispersionen.

Die Dilatation ist eng verwandt mit reopexieVerfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität nach dem Aufbringen der Schubspannung noch einige Zeit höher ist und das Volumen nicht zunimmt. Die Ursache ist dieselbe. Die Struktur der Flüssigkeit ändert sich, wodurch größere Wechselwirkungen zwischen den Partikeln entstehen.

Rheologie ist die Wissenschaft, die sich mit den Verformungs- und Fließeigenschaften von Flüssigkeiten beschäftigt.

Beispiele für dilatante Flüssigkeiten

• Wenn mit zunehmender Geschwindigkeit mit einem Teelöffel Honig gerührt wird, erhöht sich der Widerstand merklich, da die Viskosität durch die Scherkraft ansteigt.
• Biene Treibsand die Viskosität wird stark erhöht, wenn versucht wird, etwas oder jemanden schnell herauszuziehen. Durch die Scherung wird das Wasser aus dem Sand-Wasser-Gemisch herausgedrückt, wodurch die Sandkörner stärker zusammenkleben und somit eine höhere Viskosität ergeben.
• Durch Dow Chemical Es wurde ein dilatantes Knetmaterial entwickelt, das normal geknetet werden kann, sich aber bei einer plötzlichen mechanischen Belastung völlig anders verhält. Wenn ein Ball aus diesem Material auf den Boden geworfen wird, prallt er wie ein Gummiball zurück. Wenn es mit einem Hammer sehr hart getroffen wird, zerbricht es genau wie Keramik in vielen kleinen scharfen Stücken. Beim Reißen entstehen scharfe und glatte Bruchkanten. Bisher werden Spielzeuge unter den Namen hergestellt und vermarktet: Alberner Kitt, hüpfender Kitt, hüpfender Kitt.

Dilatation am Boden

Dilatation im Boden

Winkelverformungen des Bodens gehen oft mit ungewollten oder unerwarteten Volumenänderungen einher. Lockerer Sand neigt dazu, dichter zu werden, und dicht gepackter Sand kann sich nur verformen, wenn er sich gleichzeitig löst. Dies wird auch als Dilatation bezeichnet, ein Phänomen, das von . entdeckt wurde Reynolds, im Jahr 1885. Diese Eigenschaft bewirkt, dass der dicht gepackte Sand um den Fuß herum beim Gehen am Strand entlang der Wasserlinie aufgrund der Volumenzunahme unten trockengesaugt wird. Ein dichter Kugelstapel dehnt sich im Volumen aus, wenn eine Schicht über die andere geschert wird, siehe Abbildung. Dadurch vergrößert sich der Abstand zwischen den Körnern. Andererseits neigt ein sehr lockerer Stapel beim Verformen zum Kollabieren mit einer Volumenverringerung. Solche Volumenreduktionen des Kornskeletts von Böden sind besonders wichtig, wenn der Boden mit Wasser gesättigt ist. Den Volumenverringerungen wird dann das Wasser in den Poren entgegengewirkt, was zu einer erheblichen Druckerhöhung im Porenwasser führen kann. Viele Unfälle in der Geotechnik wurden durch Unterschätzung des Wasserdrucks verursacht. Bei Erdbeben in Japan wird wassergesättigter Sand oft in kurzer Zeit verdichtet. Dadurch entstehen Überdrücke im Grundwasser und die Sandkörner können sozusagen im Wasser schwimmen: Treibsand. Die Tatsache, dass der Sand in den Kanälen im Mündungsgebiet der Oosterschelde sehr locker gepackt war, machte es erforderlich, den Sand dort vor dem Bau des Sturmflutwehrs zunächst zu verdichten. Auch der Sand, der für den Bau des Flughafens gesprüht wurde Tjek Lap Kok in Hongkong wurde es zuerst verdichtet, bevor die Start- und Landebahnen und Gebäude darauf gebaut wurden.^[1]

Treibsand wird somit durch Aufweiten des Bodens erzeugt und bildet dann eine dilatante Flüssigkeit.

Traktionskontrolle

Bei einigen Fahrzeugen mit Allradantrieb wird ein dilatantes Fluid als passive Traktionskontrolle verwendet. Auf einer normalen Straßenoberfläche ist die Geschwindigkeit der Vorder- und Hinterräder gleich und die Flüssigkeitsscherung ist gering, da nur ein Radsatz angetrieben wird. Wenn die ersten Antriebsräder ins Schleudern geraten, nimmt die Scherung zu, wodurch die Flüssigkeit dicker wird und der zweite Radsatz immer mehr angetrieben wird, bis alle vier Räder mit maximaler Last angetrieben werden.

Siehe auch

• Thixotropie

Verwendung auf Englisch

Im Englischen ist der Begriff Dilatanz für körniges Material verwendet, und der Begriff dilatant für eine Flüssigkeit.

Externer Link

• Einführung in die Rheologie

Verweise