Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Реология идеальных тел

    Основные понятия и идеальные законы реологии [c.355]

    Примером соответствия характера деформации виду напряжения является первая аксиома реологии ирн всестороннем равномерном (изотропном) сжатии все материальные системы ведут себя одинаково — как идеальные упругие тела. Это означает, что в таких разных по структуре телах, как металл, смола, вода, кисло- [c.356]


    Отметим принципиальную особенность вывода уравнений реологии (3.12.16) и (3.12.19). Он не содержит прямых указаний на то, что сопротивление деформированию ПКС является вязким. Более того, по форме выражение (3.12.17) напоминает уравнение состояния идеального газа. Фигурирующая в нем величина пкТ равна, как известно, давлению газа, а величина Р рассматривалась как сила упругого сопротивления, поскольку ее действие вызывало изменение потенциальной энергии частицы в узле решетки. Для сравнения отметим, что вывод формулы Эйнштейна и ее модификаций с самого начала предполагал вязкий тип напряжений. Это выразилось в том, что сопротивление деформированию суспензии определялось как сопротивление вязкой среды, усиленное благодаря особенностям ее течения в присутствии недеформируемой фазы. Примем во внимание, что силы вязкого сопротивления — это силы, обусловленные потерями энергии, подводимой к системе при ее деформировании. Для доказательства того, что сопротивление деформированию является вязким, необходимо выяснить, где и как при деформировании происходит диссипация энергии — ее превращение в теплоту. Ответ содержится в выражении для работы зРИ упомянутой силы. Согласно этому выражению, деформирующая сила совершает работу, идущую на увеличение потенциальной энергии частицы, только на первой половине (х/2) полного пути Л частицы из одного равновесного положения в другое. В силу симметричного вида зависимости потенциальной энергии частицы от ее смещения из положения равновесия на второй половине п>ти сила сопротивления меняет знак на обратный. Следовательно, на второй стадии движения частица не может оказывать сопротивления деформированию. По этой причине в выражении для работы и фигурирует только половина полного пути. Движение частицы на втором отрезке пути идет под действием внутренних сил деформированной решетки, которые не совершают никакой полезной работы, т. е. полученная на первой половине пути энергия теряется. Механизм превращения этой энергии в теплоту не имеет принципиального значения. Можно, например, считать, что она превращается в энергию упругих колебаний частицы возле положения равновесия, которые постепенно передаются всем частицам, превращаясь, таким образом, в их тепловое движение. В таком варианте диссипации не требуется наличия вязкой дисперсионной среды, и поэтому теория применима к описанию вязкостных свойств обычных жидкостей, в которых дисперсионной средой является ничто — межмолекулярные пустоты. Для суспензий более подходит схема передачи энергии вязкой дисперсионной среде при самопроизвольном движении в ней частицы на второй части пути. Это важно при вычислении времени релаксации вакансий и величины потенциального барьера движения частиц в решетке, величина которого определяет частоту переходов частиц в соседний узел. [c.694]


    Пластичные смазки относятся к классу пластичных дисперсных систем (ПДС) и обладают рядом свойств, присущих как истинно вязким жидкостям, так и идеально упругим телам, которые в реологии рассматриваются обычно как предельные [65, 66]. [c.88]

    Соответствие характера деформации виду напряжения подтверждает первая аксиома реологии при всестороннем равномерном (изотропном) сжатии все материальные системы ведут себя одинаково — как идеальные упругие тела. Это означает, что в таких разных по структуре телах, как металл, смола, вода, кислород (газ), изотропное сжатие вызывает только упругую деформацию, а именно, уменьшаются размеры системы при сохранении ее формы и увеличивается плотность. При снятии нагрузки все параметры тела принимают первоначальные значения. Отсюда следует, что изотропное сжатие не позволяет выявить качественные различия в структуре тел. [c.408]

    Понятие аутогезии используют для обозначения всего процесса в целом. При этом за меру интенсивности аутогезии принимают силу, необходимую для разъединения контактирующих частиц (силу аутогезии). Причин возникновения аутогезии много. Связь частиц материалов обусловлена молекулярными, электрическими, капиллярными и другими силами. Поэтому при одинаковых условиях для-различных материалов интенсивность аутогезии различна, в связи с чем введено понятие аутогезионной способности. Согласно [26] аутогезионная способность представляет собой сравнительную характеристику сыпучего материала и означает интенсивность аутогезии, т. е. ее силу, которую способен реализовать данный материал при каких-то определенных условиях. В реологии для наглядного показа характера основных свойств различных материалов применяют простые механические (реологические) модели [32]. Идеальные материалы, отвечающие по своим свойствам определенной реологической модели, называют реологическими телами. Рассматриваемые нами материалы условно можно отнести по своим свойствам к реологической модели, называемой сыпучим телом Кулона. Считается, что только аутогезия определяет прочность сыпучего материала, если разрушение вызвано растягивающими усилиями (характеризуется величиной разрывной прочности). Нередко разрушение сыпучего материала происходит в виде сдвигов. В этом случае сопротивление формоизменению зависит от сопротивления сдвигу между отдельными частицами и определяется в общем виде уравнением [30] [c.32]

    Аналитическое описание геометрических и кинематических характеристик пенного слоя базируется на законах упругопластических деформаций дисперсных систем. Важно отметить, что если каждая из фаз пены (газ или жидкость) по отдельности характеризуются лишь вязкостью, то их смесь - пена - упругостью, пластичностью и вязкостью, т.е. при смешивании фаз меняется не только величина реологических констант, но и закон деформации. Кратко остановимся на описании принятых в реологии моделей идеальных и материальных систем, свойства которых в той или иной мере проявляются в механических характеристиках пены. [c.13]

    Деформация реальных материальных систем представляет собой различные сочетания закономерностей деформации идеальных тел и описывается моделью упруговязкого тела Максвелла (последовательное соединение упругого и вязкого элемента), упруговязкого тела Кельвина—Фойгта (параллельное соединение тех же элементов) и моделью вязкопластического тела Бингама (см., например, Бибик Е.Е. Реология дисперсных систем. - Л. Изд. ЛГУ, 1981.- 172 с.). [c.14]

    Каждый материал характеризуется двумя реологическими уравнениями одним для объемных деформаций (под действием всестороннего равномерного сжатия) и другим - для деформаций формоизменения (под последними чаще всего понимаются сдвиговые деформации). Классическая реология предполагает, что при всестороннем давлении все материалы (и твердые и жидкие) ведут себя как идеально упругие тела. Это предположение в большинстве случаев является весьма хорошим приближением, но при объемном деформировании структурных жидкостей могут проявить себя объемная вязкость и релаксация, нарушающие его справедливость. [c.76]

    В реологии механические свойства материалов представляют и виде реологических моделей, в основе которых лежат три основных идеальных закона, связывающих напряжение с деформацией. Им соответствуют три элементарные модели (элемента) идеализированных материалов, отвечающих основным реологическим характеристикам (упругость, пластичность, вязкость) ндеально упругое тело Гука, идеально пластическое тело Сен-Венана — Кулона и идеально вязкое тело Ньютона (ньютоновская жидкость). [c.357]

    Реология конкретных систем может быть наглядно выражена с помощью механических моделей. Комбинации моделей простых тел — идеально-вязкого (ньютоновского — N), идеально-упругого (гу-ковского — Н) и дополнительной нагрузки, символически представленной как элеменг сухого трения (тело Сен-Венана — 81У), позволяют синтезировать более сложные системы. Последовательное сочетание упругого и вязкого элементов (Н — N) дает релаксационное тело Максвелла (М), а параллельное сочетание этих элементов (Н/К )— тело Кельвина (К), характеризующееся упругим последействием. Для упруго-вязко-пластичных релаксирующих систем типа глинистых суспензий и паст, цементных растворов, мучного теста и т. п., обладающих начальной прочностью и упругим последействием применяются еще более сложные модели, например тело Шведова [Н (М/31У) ] или его упрощенные модификарии — нерелаксирующее тело Бингама [Н — (К/81У)] или тело Бюргерса [М — К], не имеющее элемента сухого трения, но обладающее упругим последействием [27 ]. Набор пружин (Н), поршней (N) и ползунов (81У), образующих модели этих тел, имеет различные вязкости т), упругости Е и силы трения /, позволяющие зачастую на полуколичественном уровне воспроизводить поведение ряда систем [25]. При этом представляется возможным выбрать подходящую модель и определить наименьшее количество независимых переменных — реологических параметров и условных величин, которые необходимы для ее характеристики [20]. [c.231]


    Для описания М.с. идеальных моделей (см. Реология) справедливы линейные законы для деформац. св-ь-Гука закон (напряжения пропорциональны деформациям), для фрикционньк св-в-закон Кулона (сила трения пропорциональна нормальной нагрузке), для вязкостных св-в-закон Ньютона (касательные напряжения пропорциональны скорости сдвига) и т.п. Однако поведение реальных тел гораздо сложнее и требует для своего описания разл. нелинейных соотношений. Определение М.с. материала является основой при выборе области его применения, условий формирования из него изделий, их эксплуатации. Для осн. классов твердых техн. материалов характерны след, значения предела прочности а (на растяжение) и модуля Юнга Е  [c.77]

    Приведенные выше законы исчерпывают перечень фундаментальных эмпирических законов реологии и соответствующих им типов сил, возникающих при де формировании тел разной природы. Это не означает, что с их помощью можно с необходимой полнотой описать поведение любого материала. Реальные материалы ведут себя сложнее, а законы (3.10.1)-(3.10.3) относятся скорее к некоторым идеальным (реологически простым) материалам. Реальные материалы сочетают в себе в разных комбинациях свойства идеального упругого тела, вязкого тела и элемента сухого трения. Ихтак же называют реологически сложными. Описание свойств таких материалов часто строится на основе их механических моделей (эквивалентов). Последние составлены из механических моделей (эквивалентов) простых реологических тел (рис. 3.77 и 3.78). [c.670]

    Первоначально термин реология относился к текучим системам, но постепенно он стал использоваться шире. В настоящее время реология трактуется как наука о законах деформации различдах р -альпых материалов, в частности и таких, для которых процесс течения не является определяющим. Это тем более С5тцественно, что на практике (и это специфично для полимерных материалов) бывает трудно провести границу между телами, способными к течению и проявляющими только обратимые деформации. Поэтому важно определение общих понятий и представлений, применимых к средам с различными свойствами. Именно это и обусловило быстрое развитие реологии как науки, изучающей материалы со свойствами, занимающими промежуточное положение между идеально упругими телами и вязкими жидкостями, которые являются предметом теории упругости и гидромеханики вязкой жидкости. Эти два типа сред со специфическими свойствами рассматриваются в реологии как предельные. При изучении конкретных свойств сплошных сред главное внимание уделено полимерным средам. Это тем более оправдано, что теоретические основы реологии получили мощное развитие за последние 20 лет, когда полимерные материалы начали особено широко использоваться промышленностью и стали важнейшими объектами теоретических и экспериментальных исследований. [c.12]

    Имеется ряд работ по реологии смешанных пленок. Для полностью несмешивающихся пленок можно ожидать усреднения обратных вязкостей, т. е. текучестей. Вероятно, это относится и к идеальным смесям. Пэтил и Кэтти [127] наблюдали довольно регулярные (хотя и сильно зависящие от скорости сдвига) изменения вязкости в смесях спиртов с длинными цепями. Реология смесей подробно рассматривается Жоли [101]. [c.127]

    Таким образом, характеристики идеального твердого тела в напряженном состоянии идентичны характери- стикам идеально упругой спиральной пружины. Поскольку поведение твердого тела при сдвиге однозначно связано с его поведением при растяжении, реологи иногда рассматривают спиральную пружину как механическую модель, описывающую упругую реакцию при сдвиге. Это не означает, что молекулы твердого тела имеют спиральную конфигурацию, но свойства их таковы, что материал в целом ведет себя подобно упругой пружине. [c.20]

    Следовательно, элемент испытьшает трехосное равномерное сжатие, сопровождающееся упругими деформащ1Ями. Это следует из первой аксиомы реологии, согласно которой при изотротном сжатии все материальные шстемы ведут себя как идеально упругие тела, а именно, увеличивается плотность и соответственно ) еньшаются размеры при сохранении формы тела. Опыты, проводимые с пеной в барокамере при постепенном повышении давления или его стравливании, подтверждают, что пена не разрушается и не течет, лишь пропорционально меняется ее объем. Другими словами, деформации пенного слоя, при которых возникают относительные смещения ячеек, возможны лишь под действием касательных напряжений. Следовательно, при движении по поверхности без трения одинакового по высоте пенного слоя пластические деформации сдвига возникнуть не могут и геометрическая форма объема пены будет неизменной. [c.23]

    Такого же типа уравнение получается для реологии поверхностного слоя с любым количеством нерастворимых ПАВ, мешу которыми цроисходит одна обратимая химическая реакция [64]. Этот случай, однако, подобен известному в акустике случаю идеального газа с обратимой химической реакцией [49], и мы здесь на нем останавливаться не будем, [c.193]

    Образование кратеров и натеков обусловлено другими аспектами, связанными с химией поверхности и реологией. В первом случае эффект вызывается локальным изменением поверхност-юго натяжения пленки. В предельных случаях это может привести к неполному смачиванию подложки, часто называемому термином сморщивание . Образование натеков, с другой стороны, связано с объемными свойствами пленки, на которые. может влиять коллоидная стабильность композиции. Идеальные, коллоидно устойчивые дисперсии склонны проявлять ньютоновское поведение, т. е. их вязкость не зависит от скорости сдвига. Это значит, что на вертикальной поверхности ньютоновская жидкость с соответствующей вязкостью, требуемой для нанесения кистью (примерно 0,5 Па-с), будет обладать чрезмерной текучестью, если только вязкость не возрастет быстро в результате испарения растворителя. Напротив, при составлении ко.вдпозиций может возникнуть необходимость обеспечения не ньютоновского поведения, когда при малых усилиях сдвига вязкость материала очень высока. Таким образом, можно избежать образования натеков, используя любой из этих эффектов или их комбинацию. [c.27]


Смотреть страницы где упоминается термин Реология идеальных тел: [c.5]    [c.5]    [c.507]    [c.94]    [c.507]    [c.241]    [c.241]   
Смотреть главы в:

Реология нефти и нефтепродуктов -> Реология идеальных тел




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Реология



© 2025 chem21.info Реклама на сайте