물질의 점성 거동은 허쉘–버클리(Herschel–Bulkley) 모델 … | 2023년 식품안전기사실기(필답형) 2회차 기출문제 상세 페이지

① 뉴턴유체 : $n = 1,\; \tau_0 = 0$

② 딜레이턴트유체 : $n \gt 1,\; \tau_0 = 0$

③ 빙햄(소성)유체 : $n = 1,\; \tau_0 \gt 0$

④ 슈도플라스틱유체 : $0 \lt n \lt 1,\; \tau_0 = 0$

[해설]

허쉘–버클리 모델에서 항복응력 τ₀는 흐르기 시작하는 데 필요한 최소 힘이다. 유동지수 n은 전단속도에 따라 점도가 얼마나 변하는지를 나타낸다.

• 뉴턴유체 — n = 1, τ₀ = 0이다. 점도가 일정하고 힘을 주자마자 흐른다(물·식용유).
• 딜레이턴트유체 — n > 1, τ₀ = 0이다. 저을수록 되직해지는 전단농화 거동이다(진한 전분 현탁액).
• 빙햄(소성)유체 — n = 1, τ₀ > 0이다. 항복응력을 넘긴 뒤에야 뉴턴유체처럼 직선으로 흐른다(토마토 케첩).
• 슈도플라스틱유체 — 0 < n < 1, τ₀ = 0이다. 저을수록 묽어지는 전단담화 거동이다(농축과즙·퓨레).

혼동 주의: 항복응력은 음수가 될 수 없으므로 τ₀는 0이거나 0보다 크다.