Напряжение и скорость сдвига

Рис. П-26. Зависимости между напряжением и скоростью сдвига (кривые течения)

Реологические характеристики неньютоновских жидкостей обычно иллюстрируют графиком зависимости напряжения сдвига т от скорости сдвига у (рис. Х-1, а). Кажущаяся вязкость связана с напряжением и скоростью сдвига уравнением [c.182]

Реологическое поведение полимеров определяется не только-температурой, но и природой полимера, его молекулярной массой и молекулярно массовым распределением, а также напряжением и скоростью сдвига, при которых осуществляется течение раствора или расплава. Поэтому нельзя характеризовать реологические свойства полимера по одной величине, скажем, по вязкости. Охарактеризовать реологическое поведение полимера можно, лишь установив зависимость вязкости от напряжения или от скорости сдвига либо зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига и получив при этом кривые течения. [c.157]

Максимальные значения экстремальных напряжений и скорости сдвига получаются при р = р2, если рг > — ]/ 1 +, и при р = = — v 1 +, если ра < —i/l + 2Х (см. разд. 11.8). Суммарную мощность, подводимую к обоим валкам, можно определить, интегрируя произведение скорости валка на напряжение сдвига на поверхности, положив в уравнении (10.5-19) == 1 [c.337]

Для определения зависимости между касательным напряжением и скоростью сдвига используется капиллярный вискозиметр. При течении жидкости через горизонтальный участок трубки из нержавеющей стали внутренним диаметром 2,54 мм были получены следующие результаты измерений расхода и падения давления [c.450]

Ожидаемая степень величины высокоэластического восстановления экструдата невытянутых волокон, формуемых из расплава, близка к величине, полученной экстраполяцией к L/Do == 0. При расчете прямоточных или частично утопленных матриц величину напряжения и скорости сдвига на стенке, необходимых для оценки степени разбухания целесообразно определять по диаметру [c.481]

Общее сопротивление сдвигу бингамовской вязкопластичной жидкости может быть выражено через эффективную вязкость при определенной скорости сдвига. Эффективную вязкость определяют, как вязкость ньютоновской жидкости, соответствующую конкретным значениям напряжения и скорости сдвига бингамовской жидкости. Из рис. 5.5 следует, что эффективную [c.172]

В установившихся режимах течения поведение различных полимеров целесообразно сравнивать в условиях, когда т)->т1о. При этом за меру изменения структуры полимеров принимается отношение т1/т]о при данных значениях напряжения и скорости сдвига (когда процесс течения описывается уравнением Ньютона Р = г оу). В эквивалентных состояниях полимеры могут находиться как при одинаковых значениях произведения ут о, так и при одинаковых Р. Возможность использования метода универсальной температурно-инвариантной характеристики вязкости упрощает измерения в широких диапазонах температур, скоростей и напряжений сдвига, позволяя однозначно характеризовать состояние полимеров при установившихся режимах течения. Следует отметить, что эффективное применение данного метода для характеристики вязкостных свойств полимерных систем разных видов (термопластов, эластомеров) ограничивается их состоянием, в котором при разных напряжениях и скоростях сдвига вязкость т] т]о. [c.160]

Выражение (11.1) представляет собой закон Ньютона, где т — напряжение сдвига, Н/м2, Па у — скорость сдвига, с т]о — коэффициент пропорциональности между напряжением и скоростью-сдвига, называемый коэффициентом вязкости или просто вязкостью, Н-с/м2 или Па-с. [c.157]

Эффективная вязкость зависит от напряжения и скорости сдвига, следовательно, ее изменение с температурой можно оценивать лри постоянных напряжениях или постоянных скоростях сдвига. Эти два пути определения влияния температуры на эффективную [c.257]

В предыдущих главах рассматривались различные аспекты свободноконвективных течений и процессов переноса в ньютоновских жидкостях. Для такого рода жидкостей характерна линейная зависимость между касательным напряжением и скоростью сдвига. Однако многие жидкости, используемые в практических приложениях, часто не подчиняются этому закону. Примерами таких жидкостей могут служить растворы и расплавы полимеров, эмульсии, кровь, краски, реакторные суспензии, а также материалы, обладающие одновременно вязкими и упругими свойствами. Поскольку такие жидкости все чаще используются в самых различных отраслях обрабатывающей промышленности, возникла настоятельная необходимость изучения их характеристик с точки зрения процессов переноса. В последние два десятилетия появилось много публикаций, посвященных указанным проблемам. [c.412]

Вязкоупругие жидкости. Реологические свойства этих жидкостей зависят от предшествующего поведения жидкости и не могут быть описаны с помощью одного лишь соотношения между касательным напряжением и скоростью сдвига. В связи с этим выбор подходящего основного уравнения и решение соответствующих задач тепловой конвекции представляются весьма [c.419]

Проведено несколько экспериментальных и теоретических исследований таких задач для тел различной конфигурации, например для вертикальной поверхности, горизонтального цилиндра, сферы, вертикального конуса и осесимметричного тела. При этом обычно рассматривались два тепловых граничных режима, а именно постоянная температура поверхности и постоянный тепловой поток на поверхности тела. В целом автомодельных решений задач переноса в неньютоновских жидкостях получено очень мало, да и те требуют очень жестких ограничений на тепловой режим поверхности, изменения температуры и форму тела. Это связано в первую очередь со сложным характером зависимости между касательным напряжением и скоростью сдвига. Единственной реологической моделью, которая допускает [c.422]

Для некоторой жидкости были получены следующие измерения касательного напряжения и скорости сдвига [c.450]

Однако вязкостные присадки склонны к разрушению (могут ухудшать свои качества) иод воздействием энергичного перемешивания и высоких напряжений и скоростей сдвига. В теории это [c.209]

Для расчета продвижения фильтрата бурового раствора в приствольной области методами подземной гидродинамики необходима информация о параметрах пластовой системы - вязкости флюидов, эффективных значениях проницаемости и пористости, критических напряжениях и скоростях сдвига (давлениях и скоростях фильтрации) и т.п. Требуемые данные обычно получают из кривых течения или фильтрации, представляющих собой зависимость степени равновесного разрушения структуры жидкости от скорости ее деформации, характерной для реальных условий. [c.28]

При га > 1 ньютоновская вязкость жидкости увеличивается при увеличении напряжения и скорости сдвига. Такие жидкости называются дилатантными. [c.156]

График зависимости между напряжением и скоростью сдвига называют кривой течения . Для ньютоновских жидкостей кривая течения представляет собой прямую линию 1 с тангенсом угла наклона,равным ц (рис. 5). Все жидкости, кривые течения которых отличаются от ньютоновской, но касательное напряжение зависит только от скорости сдвига, называются неньютоновскими и относятся к так называемым реостабильным жидкостям. Вязкость неньютоновских жидкостей не остается постоянной при заданных температуре и давлении, а зависит от других факторов, таких как предистория жидкости, скорость деформации сдвига, конструктивные особенности аппаратуры и др. Кривые течения реостабильных неньютоновских жидкостей представлены на рис. 5(с). [c.20]

Участок (0-а) находится в начале кривой консистентности - в области малых напряжений и скоростей сдвига. Угол наклона кривой на этом участке небольшой, течение нефти в этой области происходит практически без разрушения структуры, поэтому ее вязкость наибольшая. Продолжение участка (0-а) проходит через начало координат. [c.16]

Из изложенного следует, что вязкость нефти зависит от напряжений и скоростей сдвига. Такая зависимость в реологии названа аномалией вязкости. В частности, у неньютоновских жидкостей, кроме дилатантных, кажущаяся или эффективная вязкость уменьшается с ростом действующих напряжений сдвига т. [c.16]

Реологические методы и приборы, применяемые в лабораториях, можно подразделить на интегральные и дифференциальные, а также на приборы, имеющие однородное и неоднородное поле напряжений и скоростей сдвига. [c.24]

На рисунке представлена полная кривая течения, т. е. зависимость между напряжением и скоростью сдвига в широком интервале скоростей. Как можно видеть, кривая имеет S-образную форму и состоит из трех участков [c.17]

Следовательно, в области малых и очень больших скоростей деформации полимеры ведут себя как ньютоновские жидкости, свойства которых можно характеризовать предельной ньютоновской вязкостью. При увеличении скоростей деформаций до значений, соответствующих переработке полимерных материалов (и, в частности, резиновых смесей) в изделия на производственном оборудовании, наблюдается аномалия вязкости, т. е. с увеличением напряжения и скорости сдвига вязкость не остается постоянной. [c.18]

Недостаток степенного уравнения, состоящий в том, что единицы измерения т и у фиксированы, и для материалов с различными п изменяется не только значение Х1, но и единица ее измерения, не является препятствием к применению указанной зависимости. Это еще раз подтверждает, что степенное уравнение не есть единый физический закон, а представляет собой эмпирическую зависимое ь. Основной недостаток степенного уравнения заключается в том, что при экстраполяции к нулевым или бесконечно большим скоростям сдвига оно не может использоваться, так как предсказывает, соответственно, бесконечную или нулевую вязкость материала. В целом ряде случаев (пленочное течение, свободная конвекция, медленное движение тел в жидкостях) этот недостаток может привести к серьезным погрешностям. Однако в интервале значений напряжений и скоростей сдвига, представляющих наибольший интерес при переработке полимеров, степенной закон описывает поведение полимерных систем с достаточной точностью и хорошо согласуется с опытными данными при изменении скорости сдвига резиновых смесей на три-четыре порядка. На рис. 1.2 и 1.3 представлены экспериментальные данные по исследованию процесса течения каучуков и резиновых смесей. Следует отметить, что для чистых каучуков в декартовой системе координат с логарифмическим масштабом зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига не является линейной (рис. 1.З.). [c.20]

С введением наполнителей заметно меняется характер течения эластомеров, возрастает аномалия вязкости и тем значительнее, чем активнее наполнитель, возрастают критические значения напряжения и скорости сдвига, т. е. т и ук> при которых наблюдается эластическая турбулентность и неустойчивое течение. В табл. 1.2 приведены для примера реологические характеристики резиновых смесей, содержащих 50 масс. ч. технического углерода различных типов. [c.28]

При напряжениях, меньших критического, и при ненродол-жительном действии нагрузок деформация носит обратимый характер, и битумы являются эластичными. При повышении напряжений и скоростей сдвига структура Йитума разрушается, в [c.16]

Итак, полимеры в вязкотекучем состоянии являются высоковяз-кими жидкостями, в которых наряду с течением развиваются значительные эластические деформации. Если полимер имеет узкое молекулярно-массовое распределение, то несмотря на проявление эластичности он течет как ньютоновская жидкость. При широком молекулярно-массовом распределении в полимере развивается значительная аномалия вязкости — зависимость вязкости от напряжения и скорости сдвига. При больших напряжениях сдвига развиваются столь значительные эластические деформации, что полимер оказывается упругонапряженным и перестает течь. Если же полимер находится в растворе, то распад узлов флуктуационной сетки и ориентации сегментов достигают некоторого предела, зависящего от природы полимера и концентрации раствора, когда далее с ростом напряжения сдвига надмолекулярная структура больше не меняется и раствор снова течет как ньютоновская жидкость. [c.171]

Разрушение надмолекулярной структуры, сдерживающей раз-RifTHe деформаций, вызывает релаксацию напряже1гий. Этот вид релаксации называется структурной. Структурная релаксация усиливается с увеличением напряжения и скорости сдвига. При задании постоянного режима деформирования (постоянная скорость сдвига или постоянное напряжение сдвига) структурная релаксация завершается достижением установившегося течения, когда скорости разрушегц1я к воссгановления структуры полимерных систем становятся равными, Этому состоянию отвечает постоянство параметров, характеризующих процесс деформирования. [c.243]

Различные состояния полимерных систем в установившихся режимах течения целесообразно сравнивать между собой, принимая за основное такое состоянне, в котором вязкость является наибольшей и Процесс течения описывается уравнением Ньютона. Различные состояния сопоставляются с тем из них, в котором Структура полимерной системы принимается такой же, как н в покое. Это Значит, что за меру изменений структуры принимается отношение вязкости при данных значениях напряжения и скорости сдвига к [1аибольшей ньютоновской вязкости. Величина т1/т1110=т 11р [ азывается приведенной вязкостью. Она показывает степень влияния изменения структуры полимернь1Х систем при их течении на вязкость. [c.259]

Так как в методе построения универсальной температурно-инвариантной характеристики вязкостных свойств полимеров за состояние сравнения принимается состояние, в котором г =т1шЗ. то зтот метод справедлив только при не очень больших удалениях от этого состояния, во всяком случае при напряжениях и скоростях сдвига це выше тех, которые отвечают точке перегиба на кривых течения. Это ограничение справедливо также в отношении правила постоянства теплоты активации вязкого течения, определенной прп различных заданных значениях напряжений сдвига. [c.260]

Для характеристики реологических свойств расплава полимера обычно используют кривые течения и вязкости, получаемые при раз-личньгх температурах и представляющие собой зависимости скорости сдвига от напряжения сдвига и вязкости от напряжения и скорости сдвига [2, 3]. На практике для оценки технологичности переработки термопластичных полимеров применяют также показатель текучести расплава (ПТР) или индекс расплава, определяемый методом капиллярной вискозиметрии. Использование этого показателя удобно тем, что на основании значений ПТР могут быть рассчитаны другие параметры вязкого течения полимера [1, 3]. [c.32]

Таким образом, зависимость логарифма вязкости от напряже ния сдвига для разбавленных растворов полимеров выражается полной кривой течения (рис. 177),начальный участок которой отвечает наибольшей пьютоноаской вязкости, конечный — наименьшей ньютоновской вязкости при предельной ориентации макромолекул. Средний участок кривой соответствует структурной вязкости (гла- на IX). При определении характеристической вязкости необходимо проводить измерения в ньютоновских режимах течения, Эго дo т f-гается проведением опытов при очень малых напряжениях и скоростях сдвига или экстраполяцией полученных зависимостей lgr =/(Y) или Igr] —/(стт) к нулевой скоросги кли к рулевому напряжению сдвига [c.412]

В широком диапазоне напряжений и скоростей сдвига концентрированные растворы полимеров при течении ведут себя как ие-Г[Ыото1Ювские жидкости. При этом в зависилюсти от гибкости цепн [ЮЛИ мер а, природы растворителя и температуры для концентрированных растворов полимеров можно получить полные кривые течения или кривые, состоящие только из двух участков — наибольшей ньютоновской и структурной вязкости. Наглядно влияние природы растворителя на поведение концентрированных растворов можно проиллюстрировать на примере растворов полистирола. [c.423]

Не имеющие предельного напряжения сдвига вязконеупругие жидкости с не зависящими от времени свойствами. Чаще всего для описания взаимосвязи между касательным напряжением и скоростью сдвига для таких жидкостей используется степенная модель Оствальда [39], определяемая зависимостью [c.417]

Хотя в ротационном впскозиметре, нснользованном в настоящей работе, примерно создаются величины напряжения и скорости сдвига, встречающиеся в подшипниках двигателя, но в нем нельзя, полностью получить величины напряжения и скорости, соответствующие этим величинам в двигателе между стенками цилиндра и поршневыми кольцами. Поэтому не следует считать данные на рис. 59 исчерпывающей характеристикой поведения масел, содержащих вязкостные присадки, в двигателе более того, при определении изменеипя вязкости масел при высоких скоростях сдвига в другом приборе могут получаться совершенно пиые результаты. Тем не монее кривые рис. 59 свидетельствуют, что минеральные масла, содержащие вязкостные ирисадки, не представляют собой ньютоновские жидкости и что под действием высоких скоростей сдвига вязкость этих масел приближается к вязкости базового масла. По-видимому, только этим можно объяснить указанную выше неспособность вязкостных ирисадок существенно уменьшать расход моторных масел по сравнению с расходом базового минерального масла. [c.296]

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]

Для оценки вязкоупругих свойств материалов предназначен прибор Реогониометр (СССР). Как и вискозиметр Муни, он включает два коаксиально расположенных цилиндра, причем внутренний цилиндр дополнительно снабжен двумя верхними и двумя нижними кольцами для автоматической загрузки и выгрузки исследуемого материала. Это позволяет использовать прибор на производственных линиях для непрерывного контроля вязкоупругих свойств материалов. Фирмой arri-Med предложен реогониометр Вейссенберга для полных и тщательных исследований полимеров при различных напряжениях и скоростях сдвига. [c.444]

В течение последних лет всё более важное значение для резиновой промышленности с точки зрения реологического описания материалов, а также контроля процесса смешения приобретает капиллярная реометрия. Метод заключается в продавливании материала через калиброванное отверстие малого диаметра (капилляр) в условиях постоянного перепада давления или скорости деформации. В первом случае в процессе эксперимента измеряется скорость течения, а во втором - изменение давления на стенке капилляра [25]. Данные о вязкости, полученные на капиллярном реометре, могут быть легко выражены в абсолютных значениях физических величин, если используются соответствующие поправки для напряжения и скорости сдвига. [c.447]

Упругая деформация (Vynp) связана с изменением расстояния между атомами в макромолекулах и с изменением валентных углов. Величина ее незначительна по сравнению с двумя другими составляющими, и ею поэтому, как правило, можно пренебречь. Высокоэластическая деформация (Ув. эл) связана с раскручиванием макромолекулярных клубков и может достигать по своей величине сотен процентов. При температуре выше температуры текучести полимера основным видом деформации является деформация вязкого течения (Утеч). обусловленная взаимным перемещением центров тяжести отдельных макромолекул. Однако в той или иной степени сохраняются высокоэластические свойства. Реологические свойства расплавов полимеров определяются характером зависимости между напряжением и скоростью сдвига. Эту зависимость = / Уху) выраженную графически, обычно называют кривой течения (рис. 1.1). [c.17]