Strmung nicht-newtonscher Medien

1.1 Allgemeines In der Strmungslehre befassen wir uns mit der Mechanik fluider Medien (Flssigkeiten und Gase). Dabei verstehen wir unter fluiden Medien Stoffe, die einer Scherbeanspruchung, und sei sie noch so klein, stets durch Bewegung nachgeben. Im Ruhezustand knnen fluide Medien nur Normalspannungen ber tragen. Die "klassische" Technische Strmungslehre betrifft im wesent lichen fluide Medien, deren Widerstand gegenber einer Scher beanspruchung entweder verschwindend klein ist ("ideale Fluide") oder zhe Medien, deren Widerstand sich proportional zur Schergeschwindigkeit verhlt ("Newtonsche Medien"). Bercksichtigt man dieses Flieverhalten in der Bewegungs gleichung, so erhlt man im Fall idealer Fluide die Eulersche, im Fall der newtonschen Fluide die Navier-Stokesschen Glei chungen. Fr bestimmte, mehr oder weniger einfache Strmungs flle sind analytische Lsungen dieser Gleichungen bekannt. Nun hat man es in den technischen Anwendungen, insbesondere in der Verfahrenstechnik, hufig mit zhen Fluiden zu tun, deren Flieverhalten in oft komplizierter Weise von der einfachen, das newtonsche Fluid charakterisierenden Proportionalitt zwischen Scherspannung und Schergeschwindigkeit abweicht. Das Flieverhalten solcher Medien heit ganz allgemein "nicht newtonisch"; man spricht dann von nicht-newtonschen Fluiden. Dazu gehren Polymerschmelzen, Polymerlsungen, Glasschmelzen, Farben, Lacke, Elastomere, Wachse, le, Fette sowie vielerlei Emulsionen und Suspensionen. Besonderes Interesse gilt in neuerer Zeit biologischen Flssigkeiten, wie z.B. Blut, Gelenkflssigkeiten, Sputum, Proteinlsungen.