Анализ неньютоновской вязкости

АНАЛИЗ НЕНЬЮТОНОВСКОЙ ВЯЗКОСТИ [c.223]

Рпс. IV.15. Анализ неньютоновской вязкости (Ким п др., 1960). [c.243]

АНАЛИЗ НЕНЬЮТОНОВСКОЙ ВЯЗКОСТИ Общее математическое рассмотрение [c.223]

Существующие теоретические описания неньютоновской вязкости. концентрированных растворов гибкоцепных полимеров [39 ] не предсказывают такого эффекта. Эти теории объясняют неньютоновское поведение с привлечением представлений об уменьшении числа зацеплений с увеличением градиента скорости, но в них не содержится даже намека на ожидаемое снижение вязкости с повышением концентрации полимера. Более того, отсутствуют какие-либо указания на проявление этого эффекта и при анализе многочисленных экспериментальных данных, полученных применительно к гибко-цепным гомополимерам. [c.162]

Этот подход к описанию двухмерного потока идентичен концепции, которая развивается в методах классического анализа, известных как метод сеток , или метод дискретных элементов . Физически МКЭ отличается от метода сеток только тем, что в нем элементы представляют собой двух- или трехмерные фигуры [30]. Метод сеток является простейшим методом, который был модифицирован для описания течения неньютоновских жидкостей заменой постоянной ньютоновской вязкости на эквивалентную ньютоновскую вязкость [31 ], однозначно связанную с локальным значением напряжений сдвига на стенке, в свою очередь зависящим от локальной величины градиента давлений. И то, и другое можно определить повторным решением системы алгебраических уравнений относительно Pi j, причем при каждой итерации пересчитываются значения вязкостей. Этот метод применялся для описания двухмерного течения при заполнении литьевых форм и в экструзионных головках. [c.601]

Для экспресс-анализов вязкости ньютоновских и неньютоновских жидкостей в диапазонах вязкости от 5-10 до 2 Па-с и от 2 до Ю Па-с предназначен ротационный погружной вискозиметр Полимер РПЭ-1 (технические условия — 5И2.842.018 Ту от 01.01.84 г.). Он обеспечивает измерение вязкости при восьми скоростях сдвига и выпускается в двух модификациях — Полимер РПЭ-1.1 и Полимер РПЭ-1.2 . Вискозиметр имеет диапазон рабочих температур от 20 до 200°С. [c.91]

Ко второму классу относятся неньютоновские жидкости, характеристики которых зависят от времени. Для этих жидкостей кажущаяся вязкость определяется не только градиентом скорости сдвига но и его продолжительностью, что усложняет анализ [c.90]

Кривая течения для турбулентного потока (см. рис. П-44) имеет резкий перелом. Точки перелома будут разными при различных диаметрах труб. Существует два способа определения размеров трубопровода. По первому способу подсчитывают обобщенное число Рейнольдса [уравнение (П-110)], из рис. П-25 находят коэффициент трения, а затем по з равнению (П-52) определяют падение давления ". По второму способу находят турбулентную вязкость , используя падение давления в турбулентной области (рис. П-44) и зависимость коэффициента трения от числа Рейнольдса (рис. П-25). Это делается следующим образом по значениям >Др/4 и О определяют коэффициент трения f из уравнения (П-52), по значению f получают соответствующую величину Re (рис. П-25) и, исходя из того, что Re=Dup/ lx, подсчитывают значение турбулентной вязкости Ат, которое затем можно применить при расчете труб других диаметров. Используемое при этом способе значение падения давления должно определяться с погрешностью до 25% Теоретический анализ турбулентного течения неньюТоновских жидкостей можно найти в литературе [c.158]

Увеличение вязкости снижает коэффициент массопереноса. Анализ размерностей при рассмотрении процесса массопереноса дает общую связь кинематической вязкости с коэффициентом диффузии через число Шмидта. Кинематическая вязкость входит также в число Рейнольдса, характеризующее уровень турбулентности потока. Однако ни одна из моделей, связывающих гидродинамику с массопереносом, не может точно предсказать общее влияние динамической вязкости. Очень часто, когда вязкость текучей среды существенно больше вязкости воды, она оказывается неньютоновской. Следовательно, кажущаяся вязкость должна определяться по напряжению сдвига в данной зоне потока. [c.195]

На основании измерения наибольшей ньютоновской вязкости расплава можно оценить только М . Однако приведенные в монографии [208, с. 179] данные свидетельствуют, что при молекулярных массах выше критической неньютоновское течение расплава полимера имеет место при тем меньших скоростях сдвига, чем больше молекулярная масса и чем шире ММР. Это говорит о связи ММР с формой и расположением кривой течения расплава. В настоящее время установлено, что получить инвариантную зависимость t] = [(g, М) для всех типов ММР и любой полидисперсности невозможно. Тем не менее, исследование зависимости градиентной вязкости расплава линейных полидисперсных полимеров от Мп и вида ММР позволило получить аналитические соотношения, на основе которых возможен количественный анализ ММР нерастворимых полимеров. [c.197]

II. Ко второму классу относятся неньютоновские жидкости, характеристики которых зависят от времени. Для этих жидкостей кажущаяся вязкость определяется не только градиентом скорости сдвига dw/dn, но и его продолжительностью, что усложняет анализ явления, так как для определения вязкости надо знать историю обработки жидкости. [c.94]

При атмосферном давлении стержневой режим течения наблюдался при значительных приведенных скоростях газа (15—20 м сек) [49] и малых расходах воды, от случай течения довольно сложен, так как для полного гидродинамического описания пленочного режима течения необходимо знать распределение фаз в потоке, распределение скоростей и касательных напряжений. Здесь любопытно отметить, что проведенные измерения профиля скоростей в двухфазном потоке и распределение фаз [92] показали, что в кольцевом потоке профиль скоростей изменяется от плоского, соответствующего закону распределения скоростей в турбулентном потоке ньютоновской жидкости, к заостренному, соответствующему ламинарному режиму течения. Кажущаяся вязкость у стенки больше вязкости каждой фазы Экспериментальные данные позволяют предположить, что течение двухфазной жидкости является неньютоновским. Поэтому теоретическое решение вопроса определения режимов и теплоотдачи при двухфазном течении связано с немалыми трудностями. При анализе процесса испарения в вос- [c.102]

Коэффициенты трения для неньютоновских жидкостей, текущих по трубам. В задаче 6-7 требовалось найти соотношение между коэффициентом трения и числом Рейнольдса для текущего по круглой трубе потока неньютоновской жидкости, подчиняющейся степенному закону вязкости. Для решения этой задачи достаточно было лишь переписать известное аналитическое выражение, полученное для круглой трубы, применительно к конкретному закону трения. В данной задаче необходимо на основании соотношения (3.80), выражающего степенной закон вязкости, и метода анализа размерностей (раздел 6.2) определить безразмерные группы, от которых должен зависеть коэффициент трения /. [c.196]

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]

Было обнаружено также [174] возникновение неньютоновского характера течения ( аномалия вязкости ) в области М < М в которой сетка зацеплений должна отсутствовать. Более того,элементарный учет зависимости времени жизни узла зацепления от скорости сдвига показал, что переход к неньютоновскому течению должен был бы сопровождаться не уменьшением числа эффективных узлов, как это традиционно предполагалось, а их увеличением [199]. Наконец, количественный анализ кривых течения все чаще заставляет вводить представление об иерархии зацеплений, различающихся по динамической эффективности [200]. [c.147]

В случае неньютоновских жидкостей математический анализ течения резко осложняется нелинейностью реологической зависимости, а в случае сложного сдвига еще и тем, что эффективная вязкость жидкости становится функцией обеих компонент течения. Поэтому достаточно полное решение для аномально-вязких сред, [c.179]

Лабораторные эксперименты [190] показывают, что при увеличении градиента давления фильтрационные сопротивления в потоке микроэмульсии уменьшаются, а при уменьшении градиента давления возрастают. В этом смысле реологическое поведение микроэмульсии имеет неньютоновский характер (эффективная вязкость уменьшается с увеличением приложенного напряжения). Причины этого явления связаны со структурными перестройками в микроэмульсиях. Теоретическое описание некоторых возможных деталей данного процесса имеется в работе В.П. Николаевского [171]. Дан анализ влияния микроэмульсионного состояния части масс в фильтрационном потоке на фазовые проницаемости. [c.139]

Аномалия вязкости, как указывалось выше, лишь одно из проявлений неньютоновского течения полимеров. Для полного описания процесса течения необходим анализ других отклонений от уравнения Ньютона, в первую очередь проявления высокоэластических эффектов, а также учет некоторых других явлений, зачастую сопровождающих течение (механо-химических процессов, нарушений ламинарности потока и др.). [c.52]

Теоретический анализ механики шестеренчатого насоса включает в себя определение различных потоков утечки с учетом гидродинамического поведения расплава при сжатии между находящимися в зацеплении зубьями и циркуляционного потока в зазорах. Применительно к маслам с малой вязкостью потоки утечки были проанализированы Исхибаши [321. По-видимому, до сих пор не было предпринято ни одной попытки анализа течения при сжатии жидкости между зубьями, где в добавление к простому вязкостному течению существенную роль могут играть как высокоэластические деформации, так и другие неньютоновские эффекты. Циркуляционное течение в зазоре тоже подлежит рассмотрению. [c.354]

Анализ широкого набора экспериментальных данных позволил установить (см. 2), что у высокомолекулярных гибкоцепных полимеров наибольшая ньютоновская вязкость пропорциональна (Под высокомолекулярными полимерами понимают такие, у которых молекулярная масса в достаточной мере превышает /Икр, при котором завершается застройка флуктуационной сетки). Однако для возникновения в системе высокоэластических деформаций, т. е. для того чтобы система, находящаяся в вязкотекучем состоянии, проявила некоторое каучукоподобие, молекулярная масса должна превосходить М р в несколько раз [45]. При меньших М проявляются лишь признаки неньютоновского течения. Все это относится лишь к полимерам с узким молекулярно-массовым распределением. При широких молекулярно-массовых распределениях упомянутые закономерности сохраняются, но относить их нужно к средневязкостной молекулярной массе с усреднением по абсолютной вязкости [35, с. 24]. [c.176]

Ко второй группе относят неньютоновские жидкости, характеристики которых зависят от времени. Для таких жидкостей величина зависит не только от градиента деформации, но и от ее продолжительности, что усложняет анализ процесса течения этих жидкостей, поскольку для определения вязкости нужно знать предысторию жидкости. Эти жидкости подразделяют на тиксотропные (кажущаяся вязкость которых во времени уменьшается) и реопекти- [c.145]

Модель Сиско приводит к бесконечно большой вязкости при 7 —) 0. Модели де Хавена и Рабиновича дают при а О конечное значение вязкости и хорошо работают в области малых и умеренных напряжений. Однако при а оо согласно этим моделям На = О, что противоречит опыту. Модель Уильямсона устраняет возражение размерности , но не возражение бесконечности . Область неньютоновского течения при высоких а реализуется в экспериментах редко, а в практических процессах почти никогда. Как правило, fioo / о- По этим причинам обычно не имеет значения, можно ли, применяя ту или иную модель, получить конечное значение / оо [37]. Тем не менее для правильного описания вязкости во всем диапазоне изменения 7 предложен ряд моделей. Таковы модели 9, 10 [39], предсказывающие ньютоновское поведение чисто вязких неньютоновских жидкостей в области как очень малых, так и очень больших скоростей сдвига. Однако в этих моделях имеются три подлежащих экспериментальному определению параметра. Кроме того, из-за трансцендентности модели Пауэлла-Эйринга при использовании ее чрезмерно усложняется математический анализ даже простых течений. Математические [c.116]

Из всех неньютоновских жрвдкостей наиболее простыми являются пластичные вещества (бингамовские), поскольку их можно описать с помощью только двух параметров предела текучести и пластической вязкости 1]р. Если эти два параметра поставить вместо вязкости в функцию, описывающую в общем виде мощность, расходуемую на перемешивание [см. уравнение (1У-2)], то после проведения анализа размерностей получается функция мощности (Ей), в которую кроме критерия Рейнольдса [c.213]