Ньютоновскую текучую среду можно поэтому определять по однозначной величине вязкости при
заданной температуре. Вода, минеральные и растительные масла и растворы чистой сахарозы являются
примерами ньютоновских текучих сред. Вообще же текучие среды с низкой концентрацией, такие как цельное
молоко и обезжиренное молоко, могут для практических целей считаться ньютоновскими текучими средами.
Неньютоновские текучие среды
Текучие среды, которые не обладают постоянным значением вязкости при определенной температуре,
называются неньютоновскими. Вязкость этих сред всегда указывается одновременно с соответствующими
значениями таких факторов, как температура и коэффициент сдвига. При изменении коэффициента сдвига при
постоянной температуре происходит изменение и вязкости. Вообще же говоря, высокая концентрация и низкая
температура индуцируют или усиливают неньютоновский тип поведения текучей среды.
Помимо зависимости от коэффициента сдвига вязкость текучей среды рассматриваемого типа может
также зависеть и от времени. В этом случае она является функцией не только величины коэффициента сдвига,
но и продолжительности, а также в большинстве случаев и частоты последовательных приложений сдвига.
Стационарные неньютоновские текучие среды могут быть разжижаемыми при сдвиге, загустевающими при
сдвиге или пластичными. Нестационарные неньютоновские среды можно определить как тиксотропные,
реопектные или антитиксотропные.
Поведение потока, разжижаемого при сдвиге
Вязкость текучей среды, разжижаемой при сдвиге (иногда также называемой псевдопластичной текучей
средой), понижается с ростом коэффициента сдвига. К этой категории сред можно отнести большое число
жидких пищевых систем. Зависимость вязкости от коэффициента сдвига может различаться между разными
продуктами, а также для одной и той же жидкости в зависимости от ее температуры и концентрации. Основой
поведения данного типа течения является деформация и/или перегруппировка частиц среды при повышенном
коэффициенте сдвига, приводящие к понижению ее сопротивления текучести и отсюда к пониженной вязкости.
Типичными примерами таких текучих сред являются сливки, концентраты соков, шампуни и заправки
для салатов. Необходимо заметить, что, в то время как растворы сахарозы проявляют свойства ньютоновских
жидкостей, не зависящие от концентрации, сгущенные фруктово-ягодные соки всегда обладают ярко
выраженным неньютоновским поведением.
Поведение потока, загустевающего при сдвиге
Вязкость текучей среды, загустевающей при сдвиге, повышается с ростом коэффициента сдвига. Этим
типом поведения обладают обычно суспензии с очень высокой концентрацией. Текучая среда, загустевающая
при сдвигах, имеет свойства дилатантного течения, при котором растворитель действует в качестве смазки
между частицами при низких коэффициентах сдвига, но выдавливается при повышенных их значениях, что
приводит к более плотной укладке этих частиц. Типичными примерами таких систем являются влажный песок и
концентрированные суспензии крахмала.
Поведение пластичного течения
Текучая среда, обладающая пределом текучести, называется пластичной средой.
Практическим результатом этого типа поведения течения является то, что в данном случае необходимо
приложить значительное усилие, прежде чем вещество не начнет течь, подобно жидкости (часто это явление
называют эффектом кетчупа). Если прилагаемая сила меньше, чем сила, соответствующая пределу текучести,
вещество запасает энергию деформирования, то есть проявляет упругие свойства и потому ведет себя как
твердое тело. Но сразу же после превышения предела текучести вещество в жидком состоянии может течь,
подобно ньютоновской жидкости, которую тогда называют бингамской пластичной жидкостью, или оно может
течь, подобно жидкости, разжижаемой при сдвиге, которую в этом случае называют вязкопластичной
жидкостью.
Типичными примерами пластичных сред являются творог, томатная паста, зубная паста, крем для рук,
некоторые кетчупы и топленый животный жир.
Поведение тиксотропного течения
Тиксотропную текучую среду можно описать как разжижаемую при сдвигах систему, у которой
вязкость понижается не только с ростом коэффициента сдвига, но и со временем при постоянном коэффициенте
сдвига. Свойства тиксотропного течения обычно изучают в опытах, проводимых по замкнутому циклу. В этих
опытах исследуемый материал подвергают воздействиям сдвига с возрастающим его коэффициентом с
последующим воздействием сдвига с теми же коэффициентами, но уже в порядке уменьшения.
Зависимое от времени поведение тиксотропного течения проявляется в возникновении разности между
восходящими и нисходящими кривыми вязкости и напряжения сдвига.