Вязкость сдвиговая, ньютоновская

Это уравнение отражает идеальное (ньютоновское) течение жидкости, которое характеризуется следующими тремя чертами появлением сдвиговых деформаций при сколь угодно малых напряжениях, отсутствием эффектов упругости при течении и независимостью вязкости от скорости и напряжения сдвига. Полимеры, однако, обнаруживают отклонение от ньютоновского течения по всем указанным признакам. Во-первых, они могут проявлять признаки пластических тел, т. е. тел, характеризующихся наличием предела текучести — критического напряжения, только после достижения которого способно развиваться течение. Во-вторых, течение полимеров сопровождается накоплением высокоэластической энергии, что вызывает появление напряжений, перпендикулярных направлению течения, и, как следствие этого, разбухание экстру-дата, усадку образца и т. д. Полимеры, таким образом, наиболее ярко проявляют признаки вязкоупругих тел. Наконец, вязкость полимеров, как правило, сильно зависит от у и т, уменьшаясь с возрастанием последних (явление аномалии вязкости). Вязкость, соответствующая данному режиму течения и называемая обычно эффективной, будет рассмотрена ниже, здесь же мы остановимся на молекулярной трактовке ньютоновской вязкости [c.50]

Водные растворы глицерина. Строение и вязкость. Молекулы глицерина содержат гидрофобные группы СНа, СН, гидрофильные группы ОН, в этом отношении напоминают дифильные молекулы ПАВ. Глицерин и вода — ньютоновские жидкости. Напряжение сдвига Р/З у глицерина и воды согласно известному феноменологическому соотношению неравновесной термодинамики пропорционально градиенту скорости сдвиговой деформации [c.151]

Принято называть практически постоянную при небольших скоростях деформации сдвиговую вязкость наибольшей ньютоновской вязкостью т1о. По аналогии практически постоянную продольную вязкость называют наименьшей трутонов-ской вязкостью Я,о. Трутон впервые вывел теоретически и доказал экспериментально, что для неупругих ньютоновских жидкостей продольная вязкость втрое больше сдвиговой. Для расплавов полимеров, являющихся обычно неньютоновскими жидкостями, выполняется соотношение Яо/т1о=3, но с увеличением скорости деформации Я растет, а tj уменьшается, и отношение между ними быстро возрастает, достигая сотен единиц [11]. Различие зависимостей продольной и сдвиговой вязкости от интенсивности деформирования является одним из ярких проявлений того, как ориентация влияет на механические свойства полимеров, притом не только в твердом состоянии, но и в расплаве. [c.238]

Необходимо подчеркнуть, что приведенные в этих таблицах формулы получены для ламинарного изотермического течения обобщенной ньютоновской жидкости. Вследствие типичной для полимерных жидкостей большой вязкости часто оказывается существенной вязкая диссипация, что обусловливает необходимость расчетов неизотермических течений. Как правило, это требует численного решения соответствующих уравнений. Обзор результатов, полученных с учетом нагрева при вязкой диссипации в сдвиговых течениях, содержится в [13], Ниже [c.172]

Попытка оценки величины Ту была предпринята в работе [96]. Она основана на использовании вьфажения, устанавливающего зависимость нулевой (ньютоновской) сдвиговой вязкости т)о от молекулярной массы цепи М[ 177] [c.202]

Хотя реологич. св-ва жидкостей наиб, часто измеряют в условиях сдвигового течения, для высоковязких жидкостей теоретич. и практич. интерес представляет также одноосное (продольное) растяжение. Для ньютоновских жидкостей вязкость при растяжении равна Зт (закон Трутона) для вязкоупругих жидкостей она может значительно отличаться от Зт1, что также связано с нелинейностью вязкоупругих св-в. [c.247]

Согласно традиционным взглядам, механические свойства жидкостей исчерпываются величиной вязкости. Однако в последнее время появились исследования, позволившие установить и измерить модуль сдвиговой упругости даже таких маловязких жидкостей, как вода, спирты [19], и отклонения от ньютоновской вязкости жидкостей с водородными мостиками между молекулами [20]. Доказательством особой структуры граничных слоев является обнаруженное в работе [19] новышение модуля сдвиговой упругости в граничных слоях жидкостей в контакте с лиофильной подложкой. Другим доказательством специфической структуры граничных слоев служат повышенные значения их сдвиговой прочности, обнаруженные при исследовании электроосмоса в капиллярах при высоких градиентах потенциала [21]. [c.34]

В процессе получения пигментированных материалов под влиянием значительных сдвиговых усилий (например, в бисерном диспергаторе) происходит разрушение пространственных структур обоих типов Вязкость системы сильно снижается и характер течения приближается к ньютоновскому При этом создаются наиболее благоприятные условия для завершения процессов смачивания и адсорбции [c.362]

Хотя в химии поверхностей сдвиговая вязкость пленок г) имеет меньшее практическое значение, чем продольная вязкость, исследованию Г] посвящено значительно больше работ. Возможно, объясняется это важностью сдвиговой вязкости в случае жидкостей. Ньютоновское определение двумерной сдвиговой вязкости аналогично ее определению для трехмерного случая. Если два линейных элемента поверхности (так же как две элементарные площадки в трехмерной системе) движутся относительно друг друга при градиенте скорости йи/йх, как показано на рпс. 111-10, то сила, действующая на линейные элементы, равна [c.102]

При больших градиентах скорости в случае стационарного течения появляются нелинейные эффекты, связанные с ориентацией частиц. Движение суспензии уже не может быть описано с помощью одного коэффициента вязкости, в отличие от течений ньютоновской несжимаемой жидкости. Для стационарных движений суспензии может быть введен коэффициент эффективной вязкости, градиентная зависимость которого различна для различных типов движений. Нелинейный характер течения суспензии будет продемонстрирован в следующих параграфах на двух примерах движения простой сдвиговой деформации и продольной деформации. [c.64]

Для ньютоновских несжимаемых жидкостей, определяющее уравнение которых имеет вид (1.3.2), соотношение между коэффициентами продольной и сдвиговой вязкости легко определяется и имеет вид [c.69]

Сдвиговая вязкость ньютоновских жидкостей была предметом широкого изучения в XIX в. Исследования вязкости полимерных растворов начались в 20-х годах прошлого века. Первое измерение сдвиговой вязкости полимерного расплава было выполнено Муни [12] в 1936 г., исследовавшего расплав натурального каучука. Дальнейшие измерения проводились многими исследователями, начиная с 1940-хгг., и продолжаются до настоящего времени [13-21]. Было установлено, что сдвиговая вязкость расплавов полимера постоянна при низких скоростях сдвига, а затем постепенно уменьшается при увеличении скорости течения. На рис. 7.8 показаны характерные зависимости сдвиговой вязкости от скорости сдвига для расплавов изотактического полипропилена с различной молекулярной массой и различными молекулярно-массовыми распределениями [8]. [c.132]

Деформация и гидродинамическая стабильность капелек ньютоновской жидкости, находящихся в непрерывной второй фазе и подверженных сдвиговым деформациям, исследованы в [194, 336]. Обычно рассматривают два параметра % — отношение вязкости суспендированной жидкости к вязкости среды rio и k — отношение поверхностного натяжения на границе раздела фаз у к произведению локального напряжения сдвига щО (G — скорость сдвига) и радиуса частицы а. При сдвиге сферическая частица принимает сфероидальную форму и ориентируется в большей или меньшей степени в направлении градиента скорости. Кокс [194] приводит соотнощения, необходимые для определения деформации D и ориентационного угла а между осью деформированного сфероида и направлением градиента скорости (рнс. 9.9) [c.241]

Так же как при сдвиговом течении, роль точки начала отсчета играет наибольшая ньютоновская вязкость т) о, при растяжении существует аналогичная предельная характеристика = lim (а/е) при малых скоростях деформации. Теория предсказывает, что при малых значениях s и 7 выполняется простое соотношение = Зт] , называемое законом Трутона. Известные экспериментальные данные для полистирола удовлетворительно согласуются с этой формулой. Однако вопрос об оценке продольной вязкости расплава по результатам измерений сдвиговой вязкости, т. е. о корреляции функций Я, (е ef) и Л (т)> остается в целом открытым, так как требует для своего решения привлечения реологической модели, описывающей общие закономерности поведения полимера при произвольных режимах деформирования. [c.201]

Это определение согласуется с обычным определением для ньютоновских жидкостей, но может также служить определением вязкости неньютоновских жидкостей. В гл. 2 приведен анализ различных видов простого сдвигового течения, когда удается независимо находить числитель и знаменатель формулы (1.9) и таким образом измерять вязкость. [c.18]

Продольная вязкость, так же как и сдвиговая, может зависеть от скорости деформации. Однако для ньютоновских жидкостей между т)о и г] существует очень простая связь. [c.20]

Сдвиговой дисковый вискозиметр, будучи чрезвычайно ценным как промышленный прибор, не дает абсолютных величин вязкости в случае неньютоновского течения. Причина этого заключается в том, что скорость сдвига непостоянна для всей текущей массы и изменяется с расстоянием г от оси вращения ротора. Сверх того, существует область вокруг края диска, где состояние течения можно определить только приблизительно. Муни дал расчет, при помощи которого можно вычислить среднюю вязкость , исходя из основных размеров машины. В случае ньютоновского течения она совпадает с истинной вязкостью. Проведя специальное исследование формы кривой течения одного из каучуков при помощи цилиндрического вискозиметра, Муни показал, что средняя вязкость, определенная таким образом, совпадает в пределах 15% с вязкостью, которую можно рассчитать, если принять во внимание изменение эффективной вязкости от точки к точке в зависимости от скорости сдвига. [c.185]

Физический смысл понятия о вязкости как о мере передачи количества движения от одного слоя к другому связан преимущественно с определением поведения системы в условиях сдвиговых деформаций. Не случайно поэтому основные представления о молекулярно-кинетических процессах течения в газах, жидкостях, твердых телах и промежуточных структурированных системах, развитые в относительно небольшом числе работ, рассматриваются преимущественно в условиях сдвиговых напряжений. Естественно, что механизм процессов течения ньютоновских упруго-вязких сред и структурированных дисперсных систем существенно различен. [c.71]

В этих уравнениях т) — неньютоиовская вязкость 4 1 и — соответственно первый и второй коэффициенты юрмальных напряжений. Заметим, что при стационарном сдвиговом течении ньютоновской жидкости коэффициент т) совпадает с обычным коэффициентом вязкости [c.166]

Для большинства установившихся течений можно или V[i] разложить в ряд при t V и получить определяющее уравнение жидкости второго порядка в конвективной системе координат. Если рассматривать установившиеся сдвиговые течения, получим уравнение КЭФ, которое в свою очередь превращается в ОНЖ, если i = ijia = О, и в уравнение ньютоновской жидкости, если дополнительно считать вязкость постоянной. [c.144]

В основе измерения вязкости ротационными вискозиметрами лежат закономерности течения жидкостей в кольцевых зазорах вращающихся поверхностей. Этот метод является самым распространенным после капиллярного и позволяет проводить измерения вязкости в диапазоне от сантипуаз до гигапуаз как ньютоновских, так и неньютоновских жидкостей, определять такие реологические характеристики, как ползучесть, релаксацию напряжений, сдвиговую прочность и др. Метод обладает одним существенным преимуществом. Он является практически единственным прямым методом измерения динамической вязкости и не требует для определения т] знания плотности жидкости. [c.70]

Фламерфельт [24] исследовал влияние эластичности непрерывной вязкоэластичной фазы на деформацию и дробление ньютоновской диспергируемой фазы. В качестве непрерывной фазы он использовал водный раствор полиакриламида, а в качестве диспергируемой фазы — раствор низкомолекулярного полистирола в дибутил-фталате. Было показано, что существует минимальный размер капли соответствующий данной жидкой системе, по достижении которого дробление прекращается. Увеличение эластичности непрерывной фазы приводит к возрастанию минимального размера капель и критической скорости сдвига, при которой происходит дробление капель, поскольку конечное значение напряжения сдвига зависит от величины У- В соответствии с полученными ранее результатами увеличение вязкости непрерывной фазы приводит к обратному эффекту. Фламерфельт обнаружил также интересное явление в условиях неустановившегося сдвигового течения (ступенч тое изменение прикладываемого напряжения) минимальный размер капли и критическая скорость сдвига значительно меньше получаемых при постоянном напряжении сдвига. Поэтому он предположил, что диспергирование в вязкоэластичной среде должно протекать более полно при переменных условиях сдвига. Действительно, именно такие переменные условия сдвига реализуются в узком зазоре между гребнем ротора и стенкой смесительной камеры, а также в экструдере, снабженном смесительным устройством барьерного типа . [c.390]

В общем случае, как уже отмечалось, сдвиговая вязкость полимерной системы является убывающей функцией Р (рис. V. 2). При малых напряжениях сдвига вязкость не зависит от Р, напряжение является линейной функцией скорости сдвига. В этой области, следовательно, соблюдается закон Ньютона. Отсюда и вязкость системы носит название наибольшей ньютоновской. Постепенное повы" шёние величины Р приводит к разрушению суперсетчатой флуктуационной структуры полимерной системы. При больших напряжениях сетка полностью разрушается, и вязкость системы достигает наименьшего значения, переставая зависеть от Р (наименьшая [c.171]

Следствием этой теории является утверждение о том, что свободнодисперсная система, характеризующаяся отсутствием взаимодействия между частицами дисперсной фазы с изомет-ричными частицами, в поле сдвиговых напряжений проявляет свойства ньютоновской жидкости. Экспериментальные исследования эффективной вязкости водонефтяных эмульсий с объемной обводненность до 2 - 5 % об. подтверждают справедливость использования формулы (2.295). [c.340]

Оценка модуля эластичности, ньютоновской и эффективной вяз1 ости каучуков и резиновых смесей. Одними из наиболее важных oбъeктивныJ реологических показателей полимеров являются наибольшая ньютоновская вязкость г]н и минимальный (квазиравновесный) эластический модуль Смин- Обычно эти по казатели определяются экстраполяцией кривых зависимости эффективных вязкостей г]эф и эластических модулей О от сдвиговых напряжений t (при t—>-0) [5]. [c.62]

В качестве дисперсионной среды КОВ принимали в одном случае смесь парафино-нафтеновых и ароматических углеводо-родав в соотношения 1 1, содержащую 25% по иассе смол, а в другом - ароматические углеводороды с 25% по массе смол. На-ибольшуо относительную ньютоновскую вязкость определяли на сдвиговой плаотоиетре при 20°С в режиме постоянного напряжения сдвига как отношение к вязкости диоперсион- [c.194]

Реология расплавов ароматических сополиамидов. Изучение свойств сополиамидов показало, что замена в поли-ж-фениленизофталамиде части звеньев с мета-замещением пара-замещенными звеньями существенно влияет на кристаллизуемость. Средние члены ряда сополимеров по составу полностью теряют способность к термической кристаллизации — как в статических условиях, так и под действием сдвиговых деформаций [4]. В соответствии с этим изменяется я характер течения расплавов. Кривые течения сополиамида на основе изофталевой кислоты и смеси 75% лг- и 25% л-фенилендиамина во всем диапазоне температур остаются монотонно возрастающими (рис. I1I.4). С увеличением содержания в сополимере я-замещенных звеньев характер течения расплавов все йолее отклоняется от ньютоновского. Так, показатель степени в уравнении т=йу", связывающем напряжение сдвига т с градиентом скорости сдвига у, уменьшается от 0,56 до 0,36 при увеличении количества звеньев терефталевой кислоты в сополимере от 10 до 50%. При этом проявляется все более сильная зависимость вязкости от напряжения сдвига (рис. 1П.5). [c.138]

Можно для каждой молекулы (или каждой частицы) молекулярного веса Мг указать градиент скорости нри котором поведение этой молекулы перестает описываться законом вязкости Ньютона. Для любого данного градиента все молекулы молекулярного веса, равного или большего М , будут участвовать в пеньютоновском течении. Таким образом, вся кривая течения в целом могла бы соответствовать интегральной кривой распределения, характер которой изменен вследствие указанных выше эффектов. Для молекул данного молекулярного веса, с одной стороны, градиентная зависимость вязкости (т. е. отклонения от закона Ньютона) будет наиболее резко выражена для монодисперсного образца, поскольку эта зависимость обусловлена и ограничена только одним типом молекул. С другой стороны, полидисперсный образец всегда будет проявлять градиентную зависимость вязкости при меньших величинах градиента скорости, чем монодисперсный. Можно ожидать, что на характер кривой течения расиределение по молекулярным весам окажет влияние таким образом, что максимальная степень градиентной зависимости будет мерой высоты кривой распределения по молекулярным весам. Градиент скорости, нри котором возникла градиентная зависимость вязкости, будет характеризовать наличие в образце молекул максимального молекулярного веса. Если принять симметричную функцию распределения, то указанный градиент скорости будет мерой полуширины кривой распределения. Изложенные выше простые представления в некоторой степени усложняются тем фактом, что степень отклонения от ньютоновского характера потока, обусловленная молекулой молекулярного веса М1, зависит как от числа таких молекул, так и от величины М . К сожалению, нет достаточных данных относительно величины показателя степени х в этой зависимости. Для молекул минимального размера, присутствующих в системе, нельзя определить предельную величину градиента скорости. Точка, в которой исчезает градиентная зависимость вязкости, т. е. точка перехода кривой течения в область т] = т оо, указывает лишь на участие наименьших по размеру молекул образца в сдвиговой зависимости вязкости. Подобная зависимость не обязательно полностью обусловлена наличием наименьших по размерам молекул и, вообще говоря, не будет обусловлена только такими молекулами. Следовательно, низкомолекулярный хвост кривой распределения не будет определяться путем анализа кривой течения. [c.277]

Точение идеальных (щлотоновских) жидкостей начинается нри наложении любых самых малых сдвиговых напряжений. Вязкость ньютоновских жидкостей не. зависит от скорости или напряжения сдвига в области ламинарного течения. [c.64]

Поскольку полиэфирные смолы часто используют как связующее в наполненных композициях, для оценки технологических свойств материала требуется изучение роли наполнителя. Систематические исследования показали [79], что для наполненных полиэфирных смол в полной мере соблюдаются общие закономерности, проявляющиеся при введении наполнителя в сравнительно маловязкую матрицу. Естественно, что при этом наблюдается рост вязкости, темп которого зависит от содержания и природы наполнителя, поскольку последняя влияет как на характер взаимодействия наполнителя с матрицей, так и на образование собственной структуры наполнителя. При введении в полиэфир неструктурирующих наполнителей сохраняется ньютоновский характер течения материала, а при использовании активных наполнителей возможно появление еньютоновских эффектов вплоть до возникновения предела текучести. Кроме того, резко возрастает упругость материала, что проявляется в появлении нормальных напряжений при сдвиговом течении (эффект Вайссенберга). [c.51]

При исследовании реологических свойств смесей на основе эластомеров очень важно создать в применяемом приборе условия, отражающие реальный производственный процесс. Одним из наиболее часто применяемых в промышленности приборов является вискозиметр Муни В этом приборе образец подвергается непрерывной сдвиговой деформации от погруженного в него вращающегося ротора. Измерения проводят при постоянных скорости и температуре. Вязкость по Муни представляет собой число, пропорщюиальное вращающему. моменту, необходимому для поворота ротора. К этому прибору применимы хорошо известные формулы (для ньютоновской жидкости) [c.191]

Балман приводит зависимость от Тц п сравнивает ее с соответствующими данными для сдвиговой вязкости т] в функции (рис. 2.22). При низких скоростях деформации в ньютоновской области удовлетворяется соотношение т] = Зт) . В области неньютоновского поведения сдвиговой вязкости, которая уменьшается в изученном диапазоне скоростей сдвига на два десятичных порядка, продольная вязкость остается приблизительно постоянной. [c.75]

До недавнего времени прямым экспериментальным доказательством возникновения межмолекулярных зацеплений в расплавах и концентрированных растворах высокомолекулярных полимеров считалось проявление указанными системами реологических аномалий типа резкого изменения наклона на графиках зависимости наибольшей ньютоновской вязкости расплава от <Л1ш> (или раствора от концентрации С), построенных в логарифмических координатах, соответственно при критических значениях Мег (см. рис. IV. 12) или Ссг- Появление плато высокоэластичности на кривых температурной или частотной зависимости сдвигового модуля упругостп расплавов полимеров при М > Мег дало основание предположить, что зацепления образуют сплошную трехмер- [c.146]

Как известно, один из важнейших критериев, определяющих поведение дисперсных систем, — размер частиц дисперсной фазы Хотя в каждом конкретном случае прочность элементарных контактов между частицами и, соответственно, прочность воз-ликающих из них структур зависят от физических свойств и химической природы поверхности твердой фазы, состава и свойств дисперсионной среды, в большой степени структурномеханические свойства определяются критическим размером частиц, отделяющим коллоидно-дисперсные системы от микро-гетерогенных. Если для разбавленных коллоидных растворов при предельной лиофилизации поверхности дисперсных частиц достигается агрегативная и седиментационная устойчивость, то в концентрированных и высококонцентрированных системах такая лиофилизация поверхности дисперсных фаз может лишь существенно ослабить пространственную структурную сетку, но полностью не может исключить возможность ее образования. Состояние предельного разрушения Структуры в концентрированных системах может быть достигнуто лишь при подведении к системе механических воздействий, например, созданием сдвигового деформирования со скоростью е, достаточной для понижения эффективной вязкости г эфф до уровня наименьшей ньютоновской вязкости Т]1 [15]. [c.82]

Вместе с тем, из сравнительного анализа теории полной реологической кривой дисперсных систем и теории коагуляции твердых фаз в жидкой среде при динамических условиях следует, что ранее обоснованное в [15] положение о необходимости и достаточности достижения и поддержания в ходе гетерогенных процессов наименьшего уровня ньютоновской вязкости, т. е. т]эфф т1ь как главного условия реализации оптимального динамического состояния системы, требует уточнения. Это связано с закономерностями течения ВКДС (см. гл. I—IV). Во-первых, поскольку сдвиговое деформирование со скоростью [c.247]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология