ニュートン流体ではない液体
地球上にある様々な物質と同じように、液体も重力に従って落下します。それが何らかの傾斜を持った場所であれば、その上を這うようにして進みます。その性質は液体がある程度の粘度を持っている場合でも同じで、傾斜の角度が垂直に近付くに連れてその速度は高くなっていきます。そしてその角度と速度を表にした時に、綺麗な直線を描くものをニュートン流体と呼びます。
しかし粘度を持った液体の中にはその例に当てはまらない、非ニュートン流体も多く存在します。その性質は傾斜を垂直に近付けても速度が上がりにくかったり、逆に少しの角度変化でも一気に速度が上がるなど多種多様です。中には角度によって一定の重力がかかって初めて、移動を開始するものもあります。
それらはグラフにすると弧を描いたような形になります。その性質には分子や粒子が影響し、一時期テレビなどでも話題になったデンプンのダイラタンシー効果も、この非ニュートン流体のひとつです。
非ニュートン流体の粘度を計測するためには
粘度のある液体の種類は非常に多く、様々な分野で活用されていて、その効果を把握しておくために粘度計を用いて粘度を計測しておくことがあります。そしてその方法は細い管を通して流れ出る時間を測定したり、力を加えて抵抗を見るなど色々です。ただその多くは力に対して一定の反応をするニュートン流体に対応している方法で、非ニュートン流体ではランダムな結果になってしまう怖れがあります。
そんな非ニュートン流体に対応できる粘度計は、回転式という方法です。文字通り回転する力を使用した計測方法で、液体がどれだけの抵抗を示すかで数値を出していきます。回転式にもいくつか種類がありますが、その中のコーンプレート型が非ニュートン流体対応です。
円錐形になっている部分は回転する点で切り取ってみると、全てが同じ角度に設定されていることになります。そこに回転数を変化させながら力を加えていくと、特定の規則性が計測できるわけです。
まとめ
粘度計には非常に多くの種類があり、それぞれが異なる原理を持つため、対応できるものが異なります。特に非ニュートン流体であるかそうでないかは、粘度計を選ぶ際の基本とも言える要素です。もちろん対応していなければ、正確な計測結果を出すことはできません。
そのことを踏まえた上で粘度計を選択しましょう。全体と比較すると非ニュートン流体に対応できる粘度計の数は少ないため、強みとしてアピールされていることがほとんどのはずです。
