Potenzgesetz (Flüssigkeit)

In den Stoffgesetzen der Rheologie (Fließgesetze) werden oft nichtlineare Näherungsansätze nach Potenzgesetzen gemacht, um das Verhalten auch Nicht-Newtonscher Flüssigkeiten beschreiben zu können.

Schubspannungs-Schergeschwindigkeits-Diagramm:
1: dilatantes Fluid
2: Newtonsche Fluid
3: Scherverdünnendes (pseudoplastisches) Fluid
4: Bingham-plastisches Fluid
5: Casson-plastisches Fluid

Das allgemeine Potenzgesetz, auch Herschel-Bulkley-Beziehung genannt, lautet:

$\tau = \tau_o + k \cdot \dot \gamma^n$ mit der Fließgrenze τ_o.

Mit den Parameter τ_o = 0 erhält man das zweiparametrige Fließgesetz nach Ostwald und de Waele:

$\tau = k \cdot \dot \gamma^n$,

dabei sind:

• τ : Schubspannung (siehe Spannung (Mechanik))
• k : Konsistenz
• $\dot \gamma$ : Schergeschwindigkeit
• n : Fließindex.

Der Fließindex n charakterisiert die Abweichung vom Newtonschen Verhalten:

• n < 1 : strukturviskos (Scherentzähung) bzw. pseudoplastisch (Plastizität)
• n = 1 : Newtonsch
• n > 1 : dilatant (Scherverzähung).

Siehe auch

Fließkurve