Reologia

Reologia on oppi materiaalien, tyypillisesti fluidien, muodonmuutoksista ja virtauksista. Se sisältää mm. kaasujen, nesteiden, polymeerien, geelien, bitumin, ja elintarvikkeiden viskoelastisten ominaisuuksien tutkimisen reologisilla mittauksilla. Mittauksilla saadaan tietoa esimerkiksi fluidien juoksevuusominaisuuksista, jotka vaikuttavat aineiden käyttäytymiseen prosessissa silloin, kun niitä siirretään tai sekoitetaan. Materiaalien reologinen käyttäytyminen riippuu yleensä niiden koostumuksesta ja mikrorakenteesta, sekä ulkoisista olosuhteista kuten lämpötilasta ja paineesta.

Koska newtonilaisten fluidien viskositeetti on vakiolämpötilassa ja -paineessa riippumaton leikkausnopeudesta, eivät ne tuota suuria ongelmia prosessilaitteiden ja putkistojen suunnittelussa. Ei-newtonilaiset virtausominaisuudet ovat kuitenkin usein toivottavia, kun prosessoitavien aineiden halutaan käyttäytyvän esimerkiksi leikkausohenevasti. Ei-newtonilaisten fluidien käyttäytyminen prosessilaitteissa ja putkistoissa on huomioitava, koska fluidien käytös vaikuttaa huomattavasti lämmön- ja aineensiirtoon. Erityistä huomiota tulee kiinnittää sopivien sekoitussysteemien ja pumppujen valintaan. Virtausominaisuuksia kuvataan reogrammeilla, joissa leikkausjännitys tai viskositeetti esitetään leikkausnopeuden funktiona. Viskositeettia ja sen leikkausnopeusriippuvuutta voidaan mitata rotaatiomittauksin reometreillä ja viskometreillä. Oskillaatiomittausten avulla voidaan vastaavasti mitata materiaalien viskoelastisten ominaisuuksien riippuvuutta esimerkiksi kulmataajuudesta (kuormitusajasta) ja oskillaatioamplitudista (muodonmuutoksen suuruudesta). Tällaisilla mittauksilla saadaan tyypillisesti tietoa mm. materiaalien jäykkyydestä ja elastisuudesta erilaisissa olosuhteissa ja erilaisten kuormitusten alaisena.

Reologiaa hyödynnetään yleisesti sekä tieteellisessä tutkimuksessa että teollisessa laadunvalvonnassa ja tuotekehityksessä.