Вращение частицы при сдвиге

Полная мощность, рассеиваемая в единичном объеме, с учетом изменения объема сплошной среды, эффективной скорости сдвига и вращения частиц равна [c.127]

Неравномерное распределение скоростей означает скольжение (сдвиг) одних слоев или частей жидкости по другим, вследствие чего возникают касательные напряжения (напряжения трения). Кроме того, движение вязкой жидкости часто сопровождается вращением частиц, вихреобразованием и перемешиванием. Й е это требует затраты энергии, ввиду чего удельная энергия движущейся вязкой жидкости (полный напор) не остается постоянной, как в случае идеальной жидкости, а постепенно расходуется на преодоление сопротивлений и, следовательно, уменьшается вдоль потока. [c.49]

Идеализированное представление Стокса о частице, движущейся без угловой скорости в жидкости, в которой нет никаких других источников сдвига, при турбулентном течении не может быть реализовано в действительности. В реальных системах необходимо учитывать, что частицы вращаются и что скорость сдвига в жидкости может быть существенной. Возможно бесконечное множество конфигураций такого течения, и операция статистического усреднения для этой задачи представляется трудной для формализации. Вращение частицы может быть вызвано следующими причинами . [c.36]

Пользуясь уравнением (2.18), легко показать, что поперечная составляющая силы, обусловленная наличием сдвига в жидкости (FL,S), существенно превышает значение FL, ь оцененное в более ранней работе [50] для вращения частицы. Так, даже на стенке трубы [c.40]

На рассмотренном ранее примере поведения частиц во вращающемся магнитом поле было показано, что при сверхкритических частотах поля вращение частиц хотя и происходит, но оно замедленно по сравнению с частотой поля и прекращается при очень высоких частотах. При сдвиговом течении в постоянном поле вращается среда вместе с частицами, а поле неподвижно. В остальном картина та же, что и при вращении поля. Это означает, что уменьшение вязкости от величины, соответствующей значению а = 4, до величины, соответствующей значению коэффициента а = 2,5, занимает достаточно широкий интервал сверхкритических скоростей сдвига, т. е. вязкость плавно уменьшается с увеличением скорости сдвига в указанном диапазоне значений [36]. Таким образом, ориентационно структурированная система ведет себя классически — в соответствии с постулатом Ребиндера при разрушении структуры (нарушении ориентации частиц) вязкость снижается. [c.688]

Концентрированные суспензии магнитно-жестких ферритов имеют большую величину предельного напряжения сдвига и в отсутствие внешнего магнитного поля, поскольку частицы таких суспензий самопроизвольно намагничены до насыщения. Практический интерес представляет возможность появления в таких суспензиях направленного синхронного вращения частиц в переменном поле (см. подраздел 3.11). При сдвиговой деформации суспензии направление вращения совпадает с направлением сдвига, что проявляется в существенном снижении вязкости суспензии и даже в эффекте, который формально может быть описан как появление отрицательной вязкости. Фактически это означает, что суспензия под действием поля начинает течь и в отсутствие какой-либо внешней, понуждающей к течению силы. Поскольку в отсутствие такой силы суспензия не знает , в каком направлении следует течь, то течение может принимать различные, иногда причудливые формы [3] движение от стенок сосуда к его середине, течение одновременно в двух противоположных направлениях. Наличие течения проявляется в том, что на поверхности суспензии регулярно возникают гребни движущихся волн. Суспензия интенсивно нагревается из-за непрерывного вращения частиц в вязкой среде, и поэтому она может использоваться как распределенный тепловыделяющий агент. [c.766]

Несимметричное обтекание возникает при несимметричном расположении частицы относительно набегающего на нее потока (рис. 3.2.2.1, а). Для сферических частиц несимметричное обтекание возникает при вращении частицы (рис. 3.2.2.1, 6) либо при обтекании ее потоком со сдвигом скорости (рис. 3.2.2.1, в). Последние два случая представляют интерес для практики. [c.159]

Рис. 111. Градиент скорости, обусловливающий вращение частицы (макромолекулы) при сдвиге

По питающей трубе 5 суспензия подается в приемную камеру, расположенную внутри шнека, откуда через окна попадает в ротор, в цилиндрической части которого происходит осаждение частиц фугат выливается через сливные отверстия а в крышке ротора в сборник 9 фугата. Расстояние от сливных отверстий до оси вращения определяет степень заполнения ротора, его производительность и качество осаждения чем больше степень заполнения, тем больше производительность и влажность осадка. Осевшие на стенках ротора частицы твердой фазы сдвигаются шнеком к разгрузочному концу ротора, где осадок выгружается через окна б в приемник 10 осадка. [c.336]

Известно, что взвешенные в жидкости твердые частицы под действием градиента скорости приобретают вращательное и поступательное движение. Согласно уравнениям, выведенным для циклического вращения жестких эллипсоидальных частиц в поле сил сдвига большая ось эллипсоида (отношение осей вращается вокруг оси г по эллиптической орбите [c.242]

Увеличение площади поверхности раздела и перераспределение ее элементов, обеспечивающие эффективное смешение, зависят от начальных условий от исходной ориентации поверхности раздела и исходного расположения ее элементов. При одноосном сдвиговом течении оптимальной является ориентация перпендикулярно направлению сдвига (см. разд. 7.9). Это хорошо видно на примере смесителя, состоящего из коаксиальных цилиндров, изображенного на рис. 11.3. В случае а частицы диспергируемой фазы не пересекают все линии тока и вся поверхность раздела параллельна направлению деформации сдвига. Смешения не происходит совсем, несмотря на наличие деформации, возникающей при вращении одного из цилиндров. В случае б частицы диспергируемой фазы пересекают все линии тока и поверхность раздела перпендикулярна направлению деформации сдвига. При этом может быть достигнута любая требуемая [c.372]

Прежде чем рассмотреть последствия неустановившегося движения частицы, изучим влияние ее вращения, а также ее поведение в поле течения со сдвигом. На практике все эти три фактора обычно имеют второстепенное значение в системах газ — частицы , хотя большая скорость сдвига в жидкости вблизи поверхности может иногда вызывать появление значительной силы, действующей на частицу. [c.36]

Выше отмечалось, что при движении жидкостей и газов наблюдаются два режима ламинарный и турбулентный. При ламинарном (слоистом) движении жидкости в трубопроводе частицы перемещаются в направлении основного потока, не имея скоростей в поперечном направлении. Частицы движутся упорядоченно, хотя и имеют местные вращения, так как скорость в сечении потока вязкой жидкости распределяется неравномерно (рис. 1.34). Ламинарным называется такой режим движения, при котором в результате вязкого взаимодействия происходит сдвиг отдельных слоев жидкости, не приводящий к их перемешиванию. [c.52]

Для сгущения активного ила и сырого осадка находят применение жидкостные сепараторы с тарельчатыми вставками, принцип действия которых состоит в следующем. На частицы, взвешенные в сепарируемой жидкости, действуют две силы одна направлена радиально к периферии Рщ а другая —к центру Рц. Равнодействующая этих сил Р осаждает частицы на внутренней поверхности пакета тарелок (рис. 7.9). Образующийся кек сдвигается центробежной силой к периферии ротора и сползает в сборники, откуда выгружается непрерывно или периодически. Осветленная жидкость (фугат) потоком направляется к оси вращения сепаратора и отводится через сливную трубу. [c.257]

СТИ В межтарелочном пространстве подвергаются действию двух сил, из которых одна Р направлена радиально к периферии ротора, а другая — к центру. Равнодействующая этих сил осаждает частицы на внутренней поверхности пакета тарелок 3. Образующийся осадок сдвигается центробежной силой к периферии ротора, где либо накапливается в сборнике 1 и выгружается периодически, либо выгружается непрерывно через сопла. Осветленная жидкость (фугат) противоположным потоком выносится к оси вращения сепаратора и выводится при помощи трубы 5. [c.271]

Заметим, что при движении жидкости в связи с вращением ее частиц и их относительным взаимным смещением возникают касательные силы не только вдоль потока, но и в других направлениях, включая по нормали к поверхности стенки. В дальнейшем мы будем учитывать только продольные касательные силы трения Р . По закону Ньютона (1686 г.) они пропорциональны градиенту скорости или скорости сдвига) и поверхности соприкосновения данных слоев жидкости Р [c.19]

Название сдвиговый смеситель указывает на то, что компоненты смеси смешиваются друг с другом за счет перемещений (деформаций) сдвига, вызываемых смесительным инструментом. Окружные скорости при этом лежат на уровне 1 м/с и, таким образом, настолько низки, что смешиваемый материал пе подвергается разрушающему -воздействию и исключаются дополнительные эффекты измельчения. Рабочая скорость вращения в этом случае всегда ниже критической. При этом под критической понимают скорость, при которой частицы смешиваемого материала получают от смесительного инструмента столь большое ускорение, что описывают круговую траекторию. К сдвиговым относятся ленточные шнековые смесители периодического и непрерывного действия, изображенные на рис. 54 и 55, и планетарные шнековые смесители периодического действия, показанные на рис. 53. [c.65]

Пространственные масштабы возможных макроскопических движений суспензии охватывают весь мыслимый спектр длин — от размера частиц до размера сосуда с суспензией, а наиболее интенсивное (заметное) движение соответствует длинноволновой моде спектра. Кроме упомянутых ранее эффектов встречного синхронного вращения следует отметить разжижение суспензий в переменном поле, отрицательное значение предельного напряжения сдвига (структурной вязкости), которые представляют собой реологическое проявление самодвижения суспензии в переменном поле. На водных суспензиях гексаферрита бария наличие указанных эффектов подтверждено экспериментально [3] в полях с частотой от 50 до 200 Гц. [c.686]

Поэтому коэффициент кажущейся вязкости, измеренный в таком приборе, не тождествен коэффициенту вязкости сдвига, fi, за исключением случая Я = О, соответствующего свободному вращению взвешенных частиц. [c.46]

Трехвалковые машины. Смесители с тремя валками являются машинами непрерывного действия, в которых валки одинакового диаметра устанавливаются параллельно на жесткой раме. Скорость вращения валков различна, причем приемный валок вращается с наименьшим числом оборотов, а разгрузочный — с наибольшим. Подшипники среднего валка установлены на станине неподвижно, а подшипники переднего и заднего валков могут перемещаться, за счет чего обеспечивается независимая регулировка зазоров между передним и средним, а также между задним и средним валками. Загружаемый материал входит в зазор между первым и вторым валками, которые продавливают пасту, раздавливая при этом частицы и агрегаты, а также истирая их за счет различия скоростей вращения. Поскольку слой пасты, выходящий из первого зазора имеет сравнительно большую толщину, то, вероятно, напряжение сдвига в этом слое незначительно. Зазор Между вторым и третьим валками устанавливается меньшим, чем между первым и вторым, и поэтому толщина слоя пасты уменьшается. Уменьшение площади поперечного сечения слоя пасты компенсируется увеличением скорости вращения разгрузочного валка. В более тонком слое происходит дальнейшее дробление частиц, внутреннее истирание уменьшается, но за счет высоких скоростей увеличивается истирание вблизи валков. Повышение скорости вызывает в тонкой пленке некоторое напряжение сдвига. Материал у обоих мест захвата пасты совершает вращательное движение, которое также вызывает некоторое смешивание. Готовый продукт снимается с последнего валка по сужающемуся разгрузочному лотку, присоединенному к скребку, как показано на рис. П-58,, [c.151]

Измельчение вводимых в полимер твердых ингредиентов до частиц заданного размера, обеспечивающего гомогенность смеси, происходит в результате воздействия на ингредиенты напряжений сдвига, возникающих из-за наличия в системе относительного смещения дисперсионная среда — диспергируемая фаза. Силы, связывающие частицы ингредиента в более крупные образования, независимо от их природы, можно охарактеризовать двумя показателями абсолютной величиной и радиусом действия. При оценке абсолютной величины предполагают, что простейшее образование состоит из двух частиц. В этом случае для разрушения такого образования необходимо, чтобы 1) силы вязкого трения, возникающие на поверхности образования, были достаточно велики и могли преодолеть силы взаимодействия частиц (адгезию, электростатич. притяжение и др.) 2) разделенные частицы были удалены друг от друга на расстояние, превышающее радиус действия этих сил, иначе, как только силы, вызывающие разрушение образования, уменьшатся (это всегда происходит при вращении образования в поле напряжений), частицы вновь соединятся. [c.214]

Как следует из данных, представленных на рис. И. 16 и II. 17, в области частот, близких к условиям предельно медленного вращения радикала, диффузионное вращение приводит к относительно большим сдвигам внешних пиков спектра от их предельного положения, соответствующего поликристаллическому образцу. Для объяснения этого факта снова обратимся к простейшей модели спинового обмена (раздел 11.2), согласно которой эффективность усреднения изменения спектра поликристаллического образца определяется соотношением менаду частотой изменения резонансных полей и интервалом их изменения. При диффузионном и скачкообразном вращении радикалов все частицы из ансамбля за одно и то же время поворачиваются в среднем на один и тот же угол. Однако в случае диффузионного вращения это достигается поворотом большего числа частиц на меньшие углы, что приводит к меньшим изменениям резонансных полей для каждого из радикалов и тем самым — к более эффективному усреднению этих полей в процессе диффузионного вращения, чем в процессе вращения скачкообразного. [c.66]

Если частица находится в газе, испытывающем сдвиговую деформацию, то она приходит во вращение. Хотя скорость сдвига в турбулентных вихрях может быть большая, этот эффект часто самокомпенсируется и незначительно влияет на вращение частиц. Это является следствием случайной природы турбулентности. Поток вблизи стенки является исключением из этого правила. [c.37]

В подавляющем числе практических случаев уравнение движения частицы может быть представлено при условиях стоксовского режима обтекания (см. 2.2.8) без учета силы инерции и поперечной силы Сафмана (вызванной вращением частицы в сдвиг овом поде потока (см. 3,2.2)) ввиду их малости [1]. Если все силы отнести к объему частицы, то уравнение движения в проекциях на оси координат примет вид [c.72]

Коэффициент а для частиц, форма которы.х отличается от сферической, как правило, больше 2,5, Это объясняют тем, что объем вращения частицы несфернческой формы превышает объем самой частицы. Кроме того, для такой частицы больше сопротивление ее движению, что должно увеличивать вязкость систе.мы в большей сте1 ени, че.м это с 1едует из уравнения ( 11.28), При значительных отклонениях фор.мы частиц от сферической система может превратиться в неньютоновскую жидкость, вязкость которой зависит от напряжения сдвига (и ш от скорости течения), Наиример, частицы в виде вытянутых палочек ориентируются в потоке, поэтому вязкость системы уменьшается с увеличением скорости течения. [c.424]

При действии движущей силы на частицу, суспендированную в вязкой среде, частица будет ускоряться до тех пор, пока эта движущая сила не уравновесится силами трения, возникающими в результате движения. Явления, основанные на этом общем принципе, можно использовать для получения информации о природе взвешенной частицы тремя способами 1) измерением стационарной скорости поступательного движения частицы под действием движущей силы 2) определением скорости вращения частиц под действием пары сил 3) определением вискозиметрическим методом скорости рассеяния энергии в вязкой жидкости во время сдвига, обусловленного присутствием в этой жидкости суспендированной частицы (описание в пскозиметрического метода представлено Фришем и Симха [665]). [c.228]

Пропеллеры и турбины с прямыми ровными лопаткал1и не относятся к мешалкам, создающим высокое напряжение сдвига, так как большая часть механической энергии, сообщаемой этими мешалкамп жидкости, переходит в энергию циркулирующего потока. Разработаны специальные мешалки, для которых минимизирован такой поток. Они имеют малую площадь лопастей и работают при высоких скоростях вращения. Это оптимальное сочетание свойств для снижения размера частиц прп низких или средних затратах энергии. Для наиболее эффективной работы отношение диаметров мешалки и аппарата Ъ 0 должно составлять 9— /з> в зависимости от типа мешалки. [c.26]

Для сухого перемешивания компонентов агломератной смеси применяют барабанные смесители. На рис. 70 показана схема движения твердых частиц в смесительном барабане. При вращении барабана частицы агломератной массы вследствие трения о стенки барабана и друг о друга шоднимаются на некоторую высоту, а затем под действием собственной массы падают. Обычно происходят сдвиги отдельных слоев смеси, которые как бы скользят один по другому и перемешиваются между собой. При вращении барабана находящиеся внутри него частицы компонентов прижимаются к внутренним стенкам. При достаточно большой скорости осыпания слоев частиц не будет происходить, все частицы при этом будут вращаться вместе с барабаном и прижаты к его стенкам. Очевидно, что в таком случае сухое перемешивание будет малоэффективной [c.104]

Общая 1рактовка Ф. п. П рода предложена Л. Д. Ландау в 1937. Выше точки перехода система, как правило, обладает более высокой симметрией, чем ниже точки перехода, поэтому Ф. п. П рода трактуется как точка изменения симметрии. Напр., в ферромагнетике выше точки Кюри направления спиновых магн. моментов частиц распределены хаотически, пвэтому одновременное вращение всех спинов вокруг одной и той же оси на одинаковый угол не меняет физ. св-в системы. Ниже точки перехода спины имеют преш. еств. ориентацию, и совместный их поворот в указном выше смысле изменяет направление магн. момента системы. В двухкомпонентном сплаве, атомы к-рого А и В расположены в узлах простой кубич. кристаллич. решетки, неупорядоченное состояние характеризуется хаотич. распределением А и В по узлам решетки, так что сдвиг решетки на один период не меняет св-в. Ниже точки перехода атомы сгшша располагаются упорядоченно . ..АВАВ... Сдвиг такой решетки на период приводит к замене всех атомов А на В и наоборот. Т. обр., симметрия решетки уменьшается, т. к. подрешетки, образуемые атомами А и В, становятся неэквивалентными. [c.56]

В соответствии с цепочечной моделью тиксотропных систем [9] действие поля в том и другом случае сводится к появлению предельного напряжения сдвига или равного ему начального момента сил трения Мс = 2nrFJЪ и к их увеличению предсказуемым образом с увеличением напряженности поля за счет увеличения силы сцепления частиц Если предполагать, что защитная оболочка на поверхности частиц является жесткой, то расстояние г между центрами соседних частиц в цепи можно считать не зависящим от напряженности поля. Начальный момент сил, как и предельное напряжение сдвига, является в феррожидкостях динамической характеристикой прочности цепей и экспериментально определяется экстраполяцией силы трения (момента сил) к нулевой скорости сдвига или вращения соответственно. Статическая прочность на сдвиг в феррожидкостях отсутствует. Примечательно, что для появления у дисперсной системы динамической прочности не требуется наличия сплошной структуры. Различия в поведении феррожидкости в потоке и во вращающемся поле возникают только в сильно коагулированных системах, в которых вместо линейных цепочек образуются более или менее округлые флокулы. Поэтому величина крутящего момента уменьшается, а не увеличивается при увеличении концентрации коагулятора. [c.761]

Приведенные примеры показывают, что поперечные силы намного меньше силы сопротивления. Это позволяет решать многие практические задачи без у чета как вращения частищ , так и скорости сдвига. Однако в пристенном слое поперечные силы принимают максимальное значение, и их оценка может оказаться целесообразной. Например, при попадании частицы из ядра потока в пристенную область скорость частицы будет превышать скорость потока, и поперечная сила будет перемещать частицу к стенке. Напротив, при отрыве частицы от стенки она будет отставать от потока, и поперечная сила будет перемещать ее в ядро потока. Очевидно, что взаимодействие частицы с твердой стенкой существенно изменит ее угловую скорость и, следовательно, величину поперечной силы. [c.161]

На рис. 50 представлены зависимости светорассеяния, удельного оптического вращения и предельного напряжения сдвига от температуры, из которых видно, что с ростом температуры одновременно происходят процессы плавления коллагеноподобных спиралей (кривая 6), уменьшение прочности (кривая 5) в связи с разрушением контактов между агрегатами и исчезновение частиц новой фазы (кривая 4). Интересно отметить, что при 25° С и концентрациях желатины 1—2 г/100 мл ъ системе отсутствует прочная пространственная структура, однако в растворе уже обнаруживаются агрегаты и макромолекулы желатины частично образуют коллагеноподобные спирали. Это свидетельствует о большой роли взаимодействий между частицами новой фазы, возникающими из [c.134]

Было показано (Такано, Голдсмит и Мейсон [801), что вращение стержней и дисков в пульсирующем и осциллирующем потоках соответствует равенствам (21) и (22), если в качестве у взять значение dujdr на частице для течения, характеризуемого формулой (49). Аналогичным образом показано, что деформация капель невязкой жидкости для случая А 1 (см. разд. 8) соответствует формуле (43), хотя для капель вязкой жидкости существует сдвиг фазы между деформацией капли и локальным напряжением. [c.134]

Уменьшение размеров частиц твердой фазы связано либо с уменьшением величины самих частиц, либо с раздроблением агломератов на отдельные частицы. В обоих случаях основным фактором является напряжение сдвига. Чем выше скорость вращения мешалки, тем больше доля мощности, вызывающая скоростной напор, а следовательно, напряжение сдвига. При осуществлении некоторых процессов уменьшение размеров частиц твердой фазы нежёлатёльйо, и, в этих случаях йёобходимо удостовериться, что уменьшение размеров частиц не выходит за допустимые пределы. [c.126]

К первым относятся мыла шли. высокомолекулярные соединения, ко вторым — спирты и кислоты. Ксличество металла, которое могло находиться в суспензии, и свойства п )следней определяются формой и размерами частиц, их распределением по размерам, составом углеводородной среды. Топливные суспензии не обладают свойствами ньютоновских жидкостей, т. е. скорость их течения не прямо пропорциональна действующей силе. Физические параметры суспензий определяются с похмощью вискозиметров различных типов. Для определения зависимости скорости сдвига или вращения шпинделя вискозиметра от напряжения сдвига или движущей силы в широкой области скоростей сдвига использовался автоматический самозаписывающий вискозиметр. [c.95]

Низкочастотный сдвиг полос vh i наблюдается всегда как при переходе из газовой фазы в раствор, так и при образовании различных комплексов. По мере увеличения энергии последних величина сдвига возрастает. Ширина же и форма полосы меняются более сложным образом и зависят, по сути дела, от двух причин — сужения полос в результате торможения вращения при возрастании момента инерции комплексов и увеличения их ширины за счет возмущения полос при образовании локальных взаимодействий. Для слабых комплексов ширина полос прежде всего определяется характером вращательного движения частиц в растворе. Для прочных же комплексов доминирующую роль играет возмущение VHHai под влиянием водородной связи как таковой. Интегральный коэффициент поглощения галоидоводородов в жидком аргоне больше, чем в газовой фазе, и возрастает по мере увеличения энергии взаимодействия. [c.172]

Киевским заводом Большевик совместно с Киевским политехническим институтом создан экспериментально-промышленный образец червячно-дискового экструдера типа ЭЧД, имеющий червяк с насаженным на него диском. Диаметр диска больше диаметра червяка, поэтому в дисковой зоне образуется два зазора, в которых развиваются высокие деформации сдвига, обеспечивающие интенсивную переработку и смешение полимерного материала. Перерабатываемый материал перемещается через дисковую зону за счет давления, создаваемого в червячной зоне. В дисковой зоне при необходимости могут быть установлены устройства для дополнительного воздействия на расплав полимера. В зависимости от величины и геометрии рабочих зазоров, частоты вращения диска, реологических характеристик перерабатываемого материала, производительности экструдера, противодавления формующего инструмента, можно задавать такие режимы послойного сдвигового течения, при которых скорость перемещения частицы в радиальном направлении рабочего зазора увеличивается, остается постоянной или уменьшается. При этом в каждом слое полимер подвергается действию растягивающих деформаций. Кроме того, возможность создания условий возникновения вторичных течений позволяет осунгествлять обмен между слоями полимера. Все это в комплексе обеспечивает высокое качество диспергирования, смешения или гомогенизации полимерной композиции. [c.38]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология