Verallgemeinerte newtonsche Fluide - Thermische und viskose Strömungseigenschaften

Abstract

Nichtnewtonsche Fluide, zu denen die verallgemeinerten newtonschen Fluide zählen, zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Viskosität nicht nur von Druck und Temperatur abhängt. Vielmehr wirkt sich die Strömung selbst auf die Viskosität der Fluide aus. Das macht die Physik und Strömungsmechanik dieser Fluide außerordentlich komplex.

Das Buch führt daher umfassend in die Theorie und Anwendung der verallgemeinerten newtonschen Fluide ein. Neben ausführlichen Herleitungen der Gesetzmäßigkeiten werden Lesern die strömungsphysikalischen Phänomene, die bei diesen Fluiden auftreten, anhand analytischer Beispiele und praxisnaher Strömungssimulationen veranschaulicht. Die gängigsten Fluidmodelle werden vorgestellt und ihre jeweiligen Modellierungsgrenzen aufgezeigt. Viskoelastische Fluide werden im Gegensatz zur gängigen Fachliteratur bewusst nur am Rande behandelt, vielmehr wird der Temperatureinfluss auf die rheologischen Fluideigenschaften betrachtet.

Für Studierende der Ingenieurwissenschaften sowie für Praktiker sind die strömungsmechanischen Aspekte der Rheologie von besonderer Bedeutung, denn diese Fluide sind für zahlreiche Industriesparten relevant. Ohne Kenntnisse ihrer Eigenheiten können viele Problemstellungen in der Chemie-, Prozess- und Verfahrenstechnik nicht bearbeitet werden. Bei der Produktion von Farben, Lacken, Dispersionen und Emulsionen beispielsweise, aber auch bei Kunststoffschmelzen sind die Effekte strömungsbedingt veränderlicher Viskosität entscheidend für die Qualität des Endprodukts. Ähnliches gilt für die Prozesstechnik, Hydraulik oder die Getriebe- und Motorenentwicklung.