Τι είναι η ιξώδης απόσβεση;

Όταν χύνονται παχύρρευστα υγρά ή μετατοπίζονται ξαφνικά, κινούνται αργά λόγω αδράνειας, που είναι η αντίσταση στην απότομη κίνηση. Εάν το ίδιο υγρό τοποθετηθεί ανάμεσα σε δύο πλάκες που περιστρέφονται γρήγορα σε αντίθετες κατευθύνσεις, το υγρό θα αντισταθεί στην κίνηση στροφής λόγω της διατμητικής του δύναμης ή στην αντίσταση να αποσπαστεί. Και τα δύο αυτά εφέ μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εξοπλισμό απόσβεσης ιξώδους, ο οποίος χρησιμοποιείται για αμορτισέρ και έλεγχο κραδασμών.

Καθώς ένα παχύρρευστο υγρό εκτίθεται σε διάτμηση, προσπαθεί να παραμείνει στη θέση του και θα κινηθεί μόνο όταν η δύναμη διάτμησης υπερνικήσει την αντίσταση. Η κίνηση του υγρού δημιουργεί θερμότητα που πρέπει να αφαιρεθεί τελικά για να αποφευχθεί η ζημιά του εξοπλισμού. Οι μεγάλοι αποσβεστήρες περιέχουν συχνά ψύκτες θερμότητας ή πτερύγια καλοριφέρ για να επιτρέψουν στον αέρα να τους κρυώσει.

Τα φαινόμενα του ιξώδους εξαρτώνται από την ταχύτητα, πράγμα που σημαίνει ότι θα εμφανίσουν μεγαλύτερη αντίσταση όταν οι δυνάμεις κίνησης είναι μεγαλύτερες. Οι πολύ μικροί κραδασμοί μπορεί να μην αφαιρεθούν καλά μόνο με συστήματα ιξώδους απόσβεσης. Πολλά συστήματα χρησιμοποιούν συνδυασμό ελατηρίων και παχύρρευστων ρευστών για να παρέχουν καλύτερο εύρος μείωσης των κραδασμών. Η απόσβεση χρησιμοποιείται συνήθως σε μέρη του κόσμου όπου οι σεισμοί είναι συνηθισμένοι και τα κτίρια μπορούν να κατασκευαστούν με μεγάλους αποσβεστήρες που τα απομονώνουν από το έδαφος. Όταν συμβαίνει ένας σεισμός, η αντίσταση στην κίνηση περιορίζει την ποσότητα των κραδασμών που μεταδίδεται στην κατασκευή του κτιρίου.

Ένα γραμμικό σύστημα απόσβεσης ιξώδους χρησιμοποιείται συχνά στην κατασκευή αντισεισμικών συστημάτων. Ο αποσβεστήρας τυπικά περιέχει ένα έμβολο μέσα σε έναν κύλινδρο γεμάτο με παχύρρευστο ρευστό. Μικρές θυρίδες ή οπές επιτρέπουν στο υγρό να κινείται εμπρός και πίσω στον κύλινδρο, αλλά το μεγαλύτερο μέρος του υγρού αντιστέκεται σε οποιαδήποτε κίνηση του εμβόλου. Ο κύλινδρος μπορεί να συνδεθεί με τον οικοδομικό χάλυβα και ο άξονας του εμβόλου συνδέεται με ένα μπλοκ θεμελίωσης εγκατεστημένο στο έδαφος.

Τα εφέ διάτμησης μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συσκευές που ονομάζονται περιστροφικοί αποσβεστήρες, οι οποίοι χρησιμοποιούν ένα ρευστό μεταξύ δύο παράλληλων πλακών. Οι περιστροφικοί αποσβεστήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μείωση των κραδασμών στις μηχανές και θα λειτουργούν ως φρένο ταχύτητας για τον επιβραδυνόμενο εξοπλισμό. Μπορούν να τοποθετηθούν κάτω από τον εξοπλισμό σε οριζόντια θέση για την απόσβεση των κραδασμών σε πολλαπλές κατευθύνσεις.

Η ιξώδης απόσβεση χρησιμοποιεί διαυγή υγρά, όπως σιλικόνες, νερό ή έλαια υδρογονανθράκων. Τα μείγματα υγρών και στερεών μπορεί να έχουν αποσβεστικά αποτελέσματα, αλλά τα αποτελέσματα είναι διαφορετικά. Η προσθήκη στερεών μπορεί να δημιουργήσει ένα πλαστικό αποτέλεσμα Bingham, το οποίο είναι μια χαμηλή αντίσταση στη ροή μετά την υπέρβαση μιας αρχικής διατμητικής τάσης. Ένα παράδειγμα είναι ένα μείγμα αμύλου καλαμποκιού και νερού, το οποίο χύνεται εύκολα αλλά λειτουργεί σαν στερεό όταν ανακινείται ή χτυπιέται. Το κέτσαπ ντομάτας είναι ένα άλλο πλαστικό Bingham, γι’ αυτό μένει στο μπουκάλι όταν αναποδογυρίζεται, αλλά θα ρέει εύκολα με ένα κούνημα ή ένα χτύπημα στο δοχείο.