Давление и напряжения сдвига в каналах

Здесь" j и г/з — константы интегрирования, полученные из граничных условий Vx (0) = v (0) = О, Vx Н) = —Vb sin 0, vz (Я) = Vb eos 0 константа j — компонента напряжения сдвига в направлении вдоль канала червяка, а у координата сечения, в котором скорость, направленная поперек канала, приобретает экстремальное значение. Ясно, что профиль скоростей вдоль канала v% (у), несмотря на постоянное значение компоненты напряжения сдвига или отсутствие градиента давления вдоль канала, более не является линейным. [c.424]

Анализ данных микрореологических измерений перечисленных параметров нескольких модификаций полисахаридных буровых растворов с добавками хлористого калия, формиата и гликой-ла показывает, что в узких зазорах величиной 1-5 мкм формирование граничного слоя завершается за 20-70 часов. С увеличением размеров порового канала и минерализации раствора период структурообразования снижается. Течение жидкости в пристенном слое имеет характерные признаки твердообразной коагуляционной структуры - критические напряжения сдвига, определяющие начало движения и разрыва сплошности. В последнем случае эффект локализуется во входной части порового канала, что макроскопически проявляется в некотором снижении вязкости и перепада давления. [c.76]

В этом модельном двумерном неизотермическом течении все функции, описывающие поля скоростей, остаются неизменными. От температуры зависят только значения напряжений сдвига и градиентов давлений, причем эта зависимость сводится к учету изменения коэффициента консистенции ц(Г) через экспоненциальное выражение (Г) = Цоб Соответственно, в таком течении параметры В , т)о, т)оц и х остаются неизменными по всей длине червяка, если не изменяются размеры канала. [c.264]

Рис. 6. Профили напряжения сдвига на стенке капилляра по длине канала при течении полиэтилена ВЫСОКОЙ плотности, содержащего 1 вес.% вспенивающего агента, прп 200 °С и различных начальных давлениях Р . Пунктиром показано критическое напряжение сдвига отвечающее наступлению неустойчивого режима течения расплава полиэтилена.

Установившееся течение в каналах круглого и прямоугольного сечений может быть реализовано только до напряжений сдвига, численно равных Стах- При достижении этого критического значения напряжения сдвига наблюдается явление срыва — объемный расход возрастает скачкообразно. Скачок расхода тем больший, чем длиннее канал. Это объясняется просто. При достижении критического режима деформирования резко падает адгезия полимера к стенке канала, и он выбрасывается из него с тем большей скоростью, чем больше давление, действующее на входе в канал. [c.161]

Хдр — напряжение сдвига, определяемое падением давления вдоль оси винтового канала червяка. [c.131]

Шероховатость изоляции, вызываемая разрушением поверхности расплава, наиболее трудно устранима. Степень разрушения поверхности может быть весьма различной (см. рис. 1—4). Это явление наблюдается при определенных значениях скорости сдвига в каналах головки, причем существенное влияние оказывает не только скорость сдвига, но и напряжение сдвига. Скорость сдвига зависит от объемной производительности Q и радиуса г канала головки. Скорость сдвига рассчитывается по формуле R=4Q r.r и является мерой относительного движения частиц. Напряжения сдвига—это силы, вызывающие движение частиц материала. Напряжения сдвига зависят от давления и размеров головки. Для кабельной головки напряжения сдвига 5 подсчитываются по формуле [c.297]

Дано внутренний радиус канала наружный радиус канала Нд, радиус тонкого элементарного кольца г толщина элементарного кольца йг, при переходе от одной поверхности к другой напряжение сдвига увеличивается на йх. На элементарное кольцо действуют следующие силы дифференциал давлений йр в направлении потока (ось г) напряжение сдвига х, приложенное к внутренней поверхности кольца и действующее в направлении потока напряжение сдвига х- -йх, приложенное к внешней поверхности кольца и действующее в направлении, противоположном направлению потока. [c.336]

При анализе течения вязкой жидкости в канале смесителя предполагалось, что термопластичный материал прилипает к лопасти и стенкам камеры. На самом деле это справедливо только для мягких, легкотекучих материалов. В тех случаях, когда материал обладает отчетливо выраженными эластическими и пластическими свойствами, при течении наблюдается так называемое явление скольжения , т. е. деформация материала при сдвиге вдоль ограничивающей поверхности будет происходить только до тех пор, пока напряжение сдвига не превысит некоторую предельную величину. Таким образом, при определенных условиях материал, совершенно не подвергаясь деформации сдвига, будет просто скользить как упругое твердое тело вместе с лопастью в пространстве, ограниченном поверхностью канала смесителя. Возникающие на выходе из канала растягивающие силы могут вызвать разрывы выходящего из канала материала. Кроме того, вследствие эластичности материала требуется приложить к нему определенное напряжение сдвига, чтобы заставить его заполнить свободное пространство, возникающее позади движущейся лопасти. Если бы рабочая камера смесителя была со всех сторон ограничена жесткими стенками, то нормальное напряжение привело бы к возникновению нормального давления, распределенного по поверхности стенок камеры. Однако верхний затвор остается неподвижным лишь до тех пор, пока действующая на него сила не превышает усилия пневматического цилиндра. Если суммарное давление на поверхность верхнего затвора превысит усилие, действующее на поршень пневматического цилиндра, верхний затвор будет приподниматься до тех пор, пока эти силы не уравновесятся, т. е. до тех пор, пока материал, двигаясь по часовой стрелке вокруг лопасти или против часовой стрелки по каналам ротора, не заполнит свободные пространства. Поэтому при работе закрытых смесителей, камера которых почти полностью заполнена, нередко наблюдаются толчки и вертикальные колебания верхнего затвора. [c.483]

Приведение к установившемуся течению можно выполнить также вторым способом. Продолжим пропорциональную зависимость распределения давления влево от оси ординат до пересечения с линией давления, равного р/. При этом мы искусственно удлиняем канал на величину (см. рис. 2.14) и течение заменяем установившимся. В этом случае напряжения сдвига будут равны [c.53]

При увеличении длины канала Кэ снижается, что объясняется входовыми потерями давления. Поскольку на входе в канал развиваются большие напряжения сдвига, то при течении в коротких каналах они не успевают снизиться к выходу и расплав вытекает с большой степенью ориентации, а коэффициент эластического восстановления больше, чем в длинных каналах. При увеличении длины каналов напряжения постепенно снижаются и на некотором расстоянии от входа в канал при переходе к установившемуся режиму течения становятся минимальными. Поэтому высокая степень ориентации, достигнутая на входе, постепенно к выходу из канала уменьшается, что сказывается на значении коэффициента разбухания струи (рис. 2.23). [c.63]

При сдвиговом течении в каналах возникают напряжения сдвига, которые являются функцией радиуса или глубины канала (см. разделы 2.3 и 2.5). Возникающая под действием напряжения сдвига ориентация макромолекул также изменяется по глубине канала. При этом в центре она минимальна, а на поверхности канала имеет максимальное значение. При эластическом восстановлении растянутые внешние слои сжимают расплав и внутри струи возникает избыточное давление, под действием которого внешние слои расплава растягиваются в тангенциальном направлении. Таким образом, внешние слои экструдата можно рассматривать как упругую цилиндрическую оболочку, находящуюся под давлением. Из теории прочности цилиндрических оболочек следует, что равновесие деформации наступает, когда [c.64]

Механохимия очень эффективный способ получения и формирования нанокластеров и наносистем, осуществляемый обычно с помощью шаровых или планетарных мельниц. Наблюдаемые механохимические реакции приводят к возникновению новых соединений, появление которых совершенно невозможно в реакциях, стимулированных, например, температурным фактором. Механическое воздействие в области контактов вещества с инициаторами, например металлическими шарами, приводит к возникновению напряжений на поверхности контактов. Последующая релаксация, которая ведет к снятию этих напряжений и уменьшению свободной энергии, может сопровождаться выделением тепла, образованием новой поверхности, зарождением дефектов и, наконец, прохождением химических реакций. Направление релаксации энергии зависит от структуры исходного вещества, условий механохимической обработки (мощности установки, соотношения между давлением и сдвигом), размеров и формы кластера. Увеличение мощности обработки и времени воздействия приводит к переходу от пути релаксации в виде теплового канала к пластической деформации, а затем к химической реакции. [c.406]

Для определения связи между значениями rio и градиентом давлений введем новую характеристику течения — безразмерный градиент давлений В, определив его как отношение фактического градиента давлений dPjdx к нормирующему градиенту давлений (dPjdx), т. е. к такому значению градиента давлений, при котором г/о = О (следовательно, напряжения сдвига на дне канала равны нулю). [c.122]

В результате скольжения полимера в канале и сопутствующего падения сопротивления перепад давления, отвечающий критическому напряжению сдвига, сосредоточивается во входной зоне канала, где резко возрастает скорость движения полимера. Это приводит к разрыву сплошности среды как любого упругонапряженного тела. Поэтому участок кривой ЕР описывает движение разорванного на куски высокоэластичного тела. Отсюда следует, что ветвь ЕР только внешне напоминает верхнюю ветвь полной кривой течения, т. е. ту ее часть, которая описывает течение полимерных систем с наименьшей ньютоновской вязкостью. В действительности ветвь ЕР характеризует режимы движения полимеров, которые пе имеют ничего общего с ньютоновским течением. [c.195]

Долмейдж предложил червячный экструдер другой конструкции. Он имеет двухстадийный червяк с перемешивающей секцией между стадиями, большое отверстие для отсоса в цилиндре и обводной канал, обеспечивающий декомпрессию, а на выходном конце установлено устройство для регулирования давления. Этот червяк сконструирован нремущественно для смешения и работает очень хорошо, так как в материале развиваются большие напряжения сдвига. [c.64]

В некоторых случаях при высокой производительности изделие, выходящее из экструдера, имеет грубую и неровную поверхность. Такое явление часто бывает следствием так называемого разрушения потока расплава, которое происходит, когда напряжения сдвига превышают предел прочности материала. Разрушение потока может наблюдаться, например, в головке в месте резкого сужения канала, когда значительно возрастает градиент скорости. Исследования Торделла показали, что разрушение потока происходит при критических напряжениях, величина которых зависит от вязкости расплава, давления в головке и ее геометрических параметров. Чтобы избежать разрушения потока расплава, надо уменьшить производительность экструдера. Следовательно, правильный выбор геометрических параметров внутренних каналов головки имеет существенное значение. Теоретические исследования характера разруше- [c.162]

По вычисленным значениям V и реологическим кривым находят значение эффективной вязкости 1эффЛибо величину напряжения сдвига 5 = эфф из которой легко вычислить эффективную вязкость. Суммируя полученные для различных участков канала при одной заданной производительности значения Др/, получают общую потерю давления в головке Ар. [c.46]

Разрушением структуры у входа в капилляр объясняются многие необычные эффекты, наблюдаемые при течении расплавов полимерных материалов через каналы сложной формы. Так, при выдавливании расплава из круглого канала с большим диаметром в круглый канал с меньшим диаметром потеря давления существенно зависит от расположения малого канала относительно оси большого. Максимальные потери давления наблюдаются при соосном расположении каналов, так как в этом случае структура расплава перед входом в малый канал разрушена меньше, чем в случае смещенного канала, поскольку наименьшее разрушение структуры расплава в большом канале происходит близи его оси, где -напряжения сдвига минимальны. Наличие резких поворотов в канале вызывает дополнительные потери давления при течении ньютоновских жидкостей. Для рааплав01в полимерных материалов дополнительные потери давления на поворотах, расположенных близи входа, практически отсутствуют . Потери давления выше, если поворот удален от входа на расстояние, достаточное хотя бы для частичного воюстановления структуры, разрушенной на входе. [c.90]

Таким образом, графическое или аналитическое описание функции /(т) йи йг)=0 не дает исчерпывающей основы для изучения потока, когда приходится принимать во внимание проявления вязкоэластичности. Однако изучение зависимости скорости сдвига от напряжения сдвига является как бы первым знакомством с поведением текущего полимера, позволяющим определить такие важные параметры процесса, как перепад давления по длине канала и производительность. Установление этой зависимости позволяет, что также весьма существенно, описать распределение скоростей сдвига в сечении потока. [c.50]

Из рис. 8.14 следует, что горизонтальная составляющая горного давления возрастает в радиальном направлении от нуля на стенке скважины до горизонтального эффективного напряжения в породе на больщом расстоянии от ствола скважины. В этих условиях можно ожидать, что когда центробежные растягивающие напряжения превыщают предел текучести, вокруг ствола скважины образуется зона хрупкого разрущения, за которой находится зона пластических деформаций. Такое поведение пород было подтверждено экспериментально на модели ствола скважины (см. рис. 8.18). Образцы литифицированного глинистого сланца (природного и искусственного) с воздухом в заранее высверлевном канале подвергались действию трехмерных нагрузок. Когда напряжение превышало предел текучести, начиналось растрескивание глинистого сланца вокруг канала (рис. 8.19). Когда после окончания эксперимента образец разрезали, вокруг зоны растрескивания были обнаружены концентричные кольца сдвига, свидетельствующие о пластической деформации. [c.311]

Длина измерительного канала была выбрана сравнительно небольшой, чтобы уменьшить прирост температуры расплава за счет диссипации механической энергии при течении. Небольшая высота канала обеспечивала интенсивный отвод тепла в направлении, перпендикулярном потоку, что также способствовало уменьшению роста температуры расплава при течении, С учетом сказанного выше были выбраны следующие размеры плоского канала Я-0,5 мм. В-10 мм и L-20 мм (см. рис. 7.4). Поскольку отношение высоты и ширина канала Н В = 0,1 расчет напряжений и скоростей сдвига проводили по формулам [52] с учетом поправки по Рабиновичу-Байсенбергу [63]. Для уменьшения градиента температур расплава в головке пластикацию осуществляли при низких частотах вращения шнека (не более 20 мин 1). Колебание температуры в потоке составляло при этом не более 5 С, что хорошо согласуется с данными [6]. Поправку на пьезоэффект не вводили, так как согласно [128] при перепаде давлений до 20 МПа ошибка измерений не превышает 1%. [c.189]

Механическая работа, затрачиваемая на выдавливаемый из головки расплав, вследствие действия сдвигающих напряжений повышает температуру расплава. Выделение теплоты зависит от скорости сдвига пластика в данном элементе объема, и оно максимально у стенок канала, так как именно у стенок скорость сдвига достигает наибольших значений (см. любое урав-ненйе для скорости сдвига). Поэтому определение суммарного выделения теплоты и ее влияния на вязкость и потерю давления— очень трудная задача. Приближенно принимают, что вся работа выдавливания в единицу времени N расходуется на равномерный по всему выдавленному объему нагрев массы, т. е. [c.40]