A Debóra-szám dilemmája

Több kutatócsoport is próbálja kideríteni, melyik elméleti modell képes a legvalószerûbben leírni az áramló polimereket. Az elmúlt 15–20 évben több jelölt is akadt már, de mindegyiket csak speciális problémák esetén tudták tesztelni. Ennek következtében senki sem tudja, hogy ezek közül a modellek közül melyik az – vagy egyáltalán köztük van-e az –, amelyik képes leírni az anyag valós viselkedését olyan bonyolult áramlási körülmények között, amelyek a feldolgozás folyamán elôfordulnak.

A legnagyobb akadályt a bibliai Debóráról elnevezett probléma jelenti. Debóra szerint a hegyek folynak, de nem az emberi idôskálákon, hanem az Úr idôskáláján. A polimerek esetében a nagy Debóra-szám azt jelenti, hogy az áramlás elég erôs ahhoz, hogy a polimer molekulák erôsen irányítottak és kifeszítettek legyenek. A legtöbb áramlás esetében ez akkor következik be, ha a polimer relaxációs ideje hosszú a deformáció sebességéhez képest. Azokat a folyadékokat, amelyekre ez igaz, nem-newtoni folyadékoknak nevezik. A newtoni folyadékokkal (mint pl. a víz) ellentétben ezek a deformáció után nem azonnal térnek vissza a nyugalmi állapotukba.

"Amikor az áramló polimerek numerikus vizsgálata elkezdôdött – úgy 15–20 éve – a kutatók azt találták, hogy azok a módszerek, amelyeket newtoni folyadékoknál alkalmaztak, nem használhatók, ha a Debóra-szám egynél nagyobb. Nemcsak az a baj, hogy az egyenletek bonyolultabbak lesznek és egyre több ismeretlent tartalmaznak, hanem egyszerûen megoldhatatlanokká válnak olyan Debóra-számoknál, amelyek az iparban elôfordulhatnak. A világméretû kutatás, valamint egy sor nemzetközi konferencia nyomán azonban ez a probléma egyre inkább összezsugorodik. A legnagyobb része már megoldódott, úgyhogy most már bonyolultabb áramlási problémákat is meg tudunk oldani."

[Vissza]