Коэффициент для неньютоновских жидкосте

Рис. 5.33. Сравнение экспериментальных и расчетных коэффициентов трения при турбулентном течении неньютоновской жидкости для различных диапазонов значений п (зачерненные значки для суспензий, светлые значки для полимерных гелей)

Уравнение (13) описывает важную область, в которой логарифм вязкости линейно уменьшается с уменьшением логарифма V- Значения коэффициентов т, Я-с/м , и п (безразмерного) для каждой неньютоновской жидкости различны (см. рис. 2). В табл. 3 значения т и п приведены для трех жидкостей (см. рис. 2). Следует заметить, что т определяет вязкость, п — степень крутизны зависимости Г] от у. Для псевдопластичных жидкостей п лежит между О и 1, для дилатантных п больше, чем 1. Случаю п=1 соответствует обычная ньютоновская жидкость, коэффициент т при этом совпадает с обычным коэффициентом вязкости л. Для большинства полимерных жидкостей п заключено в интервале 0,15—0,6. [c.170]

На лабораторной установке проведены эксперименты с целью определения коэффициента теплоотдачи от раствора парафинового дистиллята при изменении кратности разбавления сырья, температуры и частоты вращения скребков. Кроме того бшш проведены замеры необходимых параметров на промышленных скребковых кристаллизаторах и рассчитаны теплофизические свойства растворов сырья. При определении динамической вязкости дистиллята и его растворов на ротационном вискозиметре Реотест-2 установлено, что при температуре на 7-9°С ниже температуры насыщения парадом суспензия становится неньютоновской жидкостью. По зависимости напряжения сдвига от градиента скорости установлено, что условная динамическая вязкость в этом случае определяется по формуле [5] [c.84]

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]

Неньютоновские жидкости проявляют аномалии вязкости, т. е. отклонения от законов Ньютона и Пуазейля. Эти жидкости можно еще подразделить на псевдопластические и дилатантные. Для псевдо-пластических жидкостей характерно, что их скорость течения возрастает быстрее, чем приложенное давление. Это говорит об уменьшении коэффициента вязкости при возрастании давления. Кривая течения такой жидкости также проходит через начало координат, но имеет криволинейный ход с выпуклостью к оси абсцисс на значительном участке (рис. 23.9,2). Растворы многих полимеров ведут себя таким образом. Скорость течения дилатантных жидкостей растет медленнее, чем приложенное давление следовательно, их вязкость увеличивается при повышении давления и кривая имеет выпуклость к оси ординат (рис. 23.9, 3). Дилатантные системы называют также растекающимися. В растекающемся потоке скорость уменьшается при возрастании давления, что приводит к увеличению вязкости. Многие порошки и уплотненные дисперсные материалы проявляют склонность к растеканию. При малых давлениях (при сдвиге), прежде чем отдельные частицы смогут двигаться относительно друг-друга, их взаимная упаковка становится более рыхлой и система увеличивается в объеме. При этом вязкость уменьшается. [c.382]

При ламинарном режиме движения неньютоновских жидкостей, реологические свойства которых не зависят от времени, расчет гидравлического сопротивления можно проводить на основе уравнения (6.25), полученного для ньютоновских жидкостей. При этом коэффициент трения X можно определять по уравнению [c.147]

Снижение интенсивности теплообмена с увеличением концентрации мелких частиц полиэтилена в жидкости наблюдалось также Яновским [971, который объясняет это тем, что легкие частицы с плотностью, близкой к плотности жидкости, образуют квазигомогенную систему с повышенной вязкостью. Но, вероятно, здесь главную роль играет не плотность твердой фазы, а особая структура неоднородной системы, приближающейся по свойствам к неньютоновской жидкости. Исследования, например, Бушкова [701 с частицами полистирола в воде показали увеличение коэффициента теплоотдачи от суспензии к стенке теплообменного элемента а у с увеличением как их диаметра (от 0,5 до 1,6 мм), так и концентрации. Если руководствоваться опытными данными [1101, то можно предложить следующую эмпирическую зависимость для расчета а у. [c.71]

И назовем его коэффициентом условной вязкости неньютоновской жидкости. [c.30]

Для рассматриваемого простого случая уравнения (12.1-5) и (12.1-6) образуют главную часть модели процесса экструзии расплава. Глубже понять процесс взаимодействия червяка и головки можно, обратившись к рис, 12.3. Точка А —рабочая точка. Она лежит на пересечении характеристики червяка (с глубиной канала при скорости вращения червяка Ni) с характеристикой головки с коэффициентом сопротивления К. Удвоение скорости вращения червяка перемещает рабочую точку вдоль характеристики головки в точку В. При этом объемный расход и давление в головке (которое для входа и выхода в атмосферу равно АР или АЯд) удваиваются. Этот результат — следствие принятых допущений о ньютоновском характере вязкости расплава и изотермическом течении. В случае неньютоновской жидкости и неизотермического течения увеличение производительности и давления в головке уже непропорционально уве- [c.421]

Существуют так называемые аномальные или неньютоновские жидкости (суспензии, коллоиды и др.), п которых касательные напряжения возможны также при покое, а коэффициент вязкости оказывается зависящим от градиента скорости. [c.14]

Опыты проводились как с неньютоновскими жидкостями (нефтями), так и с ньютоновскими (дистиллированная вода и керосин). Результаты экспериментов показали, что в структурированных нефтях при неизменных температурах и объемах исследуемых систем после загрузки последних до давления 140 кгс/см2 в течение первого часа наблюдалось падение давления, а в последующие 4—5 часов частичное либо полное восстановление давления до исходной величины. Подобных явлений в ньютоновских жидкостях не наблюдалось. Поэтому было сделано предположение, что в структурированных жидкостях может изменяться величина коэффициента сжимаемости в зависимости от давления и направления течения процесса (загрузки или разгрузки системы). [c.78]

Таким образом, гистерезис коэффициента сжимаемости в неньютоновских жидкостях может приводить к изменениям давления в замкнутой системе при ее неизменных объемах и температурах. [c.80]

Выше было рассмотрено влияние различных факторов на процесс вытеснения ньютоновской нефти водой. Однако в последние годы все более очевидным становится, что влияние структурномеханических свойств нефти может перекрыть по своей значимости все остальные факторы. Опыт разработки месторождений с неньютоновскими нефтями, а также теоретические и экспериментальные исследования убеждают в том, что показатели разработки таких месторождений могут быть в несколько раз хуже, чем показатели разработки месторождений с обычными ньютоновскими нефтями. Например, коэффициент нефтеотдачи в первом случае может оказаться в два и более раз ниже по сравнению со вторым. Учитывая важность отмеченной проблемы, последние тридцать лет стало бурно развиваться новое направление подземной гидравлики течение неньютоновских жидкостей в пористой среде. [c.20]

Интересно отметить, что по сравнению с чистой жидкостью в дисперсиях волокон или растворах полимеров с длинными молекулами гидравлическое сопротивление при турбулентном режиме движения понижается. Это объясняется тем, что содержащиеся в жидкости длинные частицы уменьшают турбулентные пульсации и, таким образом, способствуют сохранению ламинарного пограничного слоя. При исследовании реологических свойств волокнистых суспензий выявлены три области различного их поведения. В первой области, характеризующейся низкой объемной концентрацией частиц, свойства потока определяются вязкостью сплошной фазы. С увеличением объемной концентрации частиц их инерционные и упругие свойства оказывают существенное влияние па поведение суспензий наряду с вязкостью сплошной фазы (вторая область). При больших объемных концентрациях частиц определяю- щим фактором становится взаимодействие их друг с другом, что приводит к структурированию, характерному для неньютоновских жидкостей. Более низкий коэффициент трения по сравнению с его значением для однородной жидкости наблюдается во второй области. Граница между областями зависит от формы частиц, характеризуемой отношением длины к диаметру/ = L/D, и их объемной [c.151]

Гидравлическое сопротивление при движении газожидкостных смесей в пузырьковом режиме рассчитывается на основании модели гомогенного течения. Коэффициент трения вычисляется по формулам, используемым для однородных жидкостей. При небольших газонаполнениях вязкость определяется по уравнению (II. 155). При турбулентном режиме движения удовлетворительные результаты получаются при использовании значения X 0,02. При больших газонаполнениях газожидкостные смеси ведут себя как неньютоновские жидкости и их эффективная вязкость уменьшается с возрастанием скорости движения. [c.167]

Из выражения (2.526) следует вывод об ограниченной автомодельности при течении неньютоновских жидкостей обобщенный профиль скоростей не зависит от величины коэффициента к, но остается зависящим от показателя степени т. Следовательно, автомодельность течения проявляется для групп жидкостей с одинаковыми значениями т. [c.200]

Зависимость коэффициента трения к от Ке и п для неньютоновских жидкостей приведена на рис. П1.4. Реологические характеристики и значения кажущейся вязкости ряда неньютоновских жидкостей [см. уравнение (П. 102)], рассчитанные для движения в трубопроводе диаметром 25 мм со скоростью 1 м/с, приведены в табл. П1. 1. Для сопоставления в той же таблице представлены данные для воды. [c.197]

Влияние свойств неньютоновских жидкостей при перемешивании на характер расчетных зависимостей для нахождения времени перемешивания, потребляемой мощности и коэффициентов теплоотдачи изучалось многими исследователями [47, 49, 51, 57, 79, 111]. Основной сложностью этих исследований явилось изыскание метода определения кажущейся или, как ее принято называть для аппаратов с мешалками, эффективной вязкости Цэ. [c.177]

Измерения профилей скоростей в турбулентных потоках неньютоновских жидкостей показали, что они подобны профилям скоростей ньютоновских жидкостей и что характер турбулентного потока неньютоновской жидкости полностью определяется свойствами вязкого подслоя. Поэтому для определения коэффициента трения можно использовать уравнение (П1.14), полученное для ньютоновских жидкостей, если критерий Рейнольдса рассчитывать по так называемой дифференциальной вязкости при напряжении сдвига у стенки. Дифференциальная вязкость определяется выражением [c.198]

В отличие от ньютоновской жидкости, движение которой определяется значениями четырех параметров р, х, L и W p, для описания течения неньютоновских жидкостей вместо вязкости должны быть приняты реологические характеристики фо — текучесть при r-t—> 0 фос — текучесть при Ot- oo-, 0 — коэффициент структурной стабильности, равный [c.132]

Коэффициент трения Фэннинга и число Рейнольдса могут быть также использованы для определения поведения турбулентного потока неньютоновских жидкостей, если при этом известны необходимые параметры течения. В прошлом стоял вопрос о том, какой параметр следует использовать в качестве вязкости в выражении для числа Рейнольдса. Для ньютоновских жидкостей такой вопрос вообще не возникает, так как их вязкость не меняется с изменением скорости сдвига следовательно, вязкость, определенная при ламинарном режиме течения, может быть использована и для турбулентного режима. [c.199]

Следует обратить внимание на то, что течение в капиллярном вискозиметре должно быть ламинарным. Для проверки достоверности обобщенного числа Рейнольдса Ке Метцнер и Рид определили его по результатам большого числа экспериментов, в которых различные исследователи изучали течение неньютоновских жидкостей в трубах, и построили зависимость коэффициента трения Фэннинга от найденного числа Рейнольдса (рис. 5.31). Они выявили хорошее совпадение полученных данных с графиком классической зависимости для ньютоновских жидкостей /=16/Ке, удовлетворительное согласование с критическим числом Рейнольдса, равным 2100, но плохое согласование с уравнением фон Кармана для турбулентного режима течения. [c.200]

Для практических расчетов коэффициент трения неньютоновских жидкостей в трубах часто вычисляют по формуле, аналогичной используемой для ньютоновских жидкостей [c.198]

Величину Дрт для неньютоновских жидкостей определяют по формулам (П1.23) или (III. 27), а для сжимаемых жидкостей (газов)—с помощью формул (III. 42) и (111.43). Коэффициенты трения рассчитываются описанными выше методами. [c.206]

Принципиальное отличие неньютоновских жидкостей от ньютоновских заключается в анизотропии их свойств, возникающей в результате неоднородностей полей напряжений сдвига, температур и концентрации в движущейся жидкости. Фактором, определяющим транспортные свойства (вязкость, теплопроводность, коэффициент диффузии) неньютоновских жидкостей, является структурирование. Структура жидкости может изменяться не только вследствие изменения напряжений сдвига, но и при изменении температуры и состава, которые оказывают больщое влияние на интенсивность взаимодействия частиц. Учет изменения транспортных свойств по сечению и длине потока — довольно сложная задача, поскольку константы, входящие в выражения, используемые для описания реологических свойств неньютоновских жидкостей, оказываются функциями температуры. [c.309]

Приведенные в табл. 21 и на рис. 67, 68 и 69 данные свидетельствуют о том, что задачу о гидравлическом сопротивлении пластинчатых теплообменников течению в них неньютоновских жидкостей можно свести к аналогичной, решенной для каналов простейшей формы, например для круглой прямолинейной трубы. Другими словами, гидравлическое сопротивление каналов сложной конфигурации, каковыми, в частности, являются каналы в пластинчатых теплообменниках, можно вычислить по имеющимся в литературе формулам для каналов простейших форм после замены в них эффективного градиента скорости на средний эффективный градиент скорости для канала данного профиля. Выше было показано, что среднее значение эффективного градиента скорости для каналов сложного профиля может быть вычислено по формулам для каналов простейших форм после замены в этих формулах значения коэффициента пропорциональности на его же значение, но для канала данного профиля. [c.121]

Приведенные выше результаты исследований теплоотдачи при ламинарном течении неньютоновских жидкостей в трубах и каналах позволяют вычислять коэффициенты теплообмена без учета влияния на теплоотдачу свободной конвекции, которая может возникать при определенных условиях. [c.141]

Рассчитанные с учетом коэффициентов к и т значения Не и % дают возможность пользоваться диаграммой Я = /(Не), построенной для ламинарного течения ньютоновской жидкости, также и для неньютоновских жидкостей [c.97]

Эти текучие среды обладают сложной внутренней структурой, и их характерной особенностью является зависимость коэффициентов переноса (вязкости, теплопроводности, диффузии и др.) от кинематических и динамических характеристик и элементов движения. Поэтому законы переноса в таких средах довольно сложны и не поддаются обобщенному огшсанию единой формулой, как, например, законом внутреннего трения Ньютона, в связи с чем они получили название неньютоновских жидкостей [123]. [c.130]

Отношение напряжения сдвига к скорости сдвига (или к градиенту скорости) называют коэффициентом вязкости жидкости или, менее строго, вязкостью. Жидкости, для которых это отношение постоянно, называют ньютоновскими жидкостями, а все остальные — неньютоновскими. [c.17]

Для произвольных значений параметра и при малых и средних значениях Яе изучение обтекания сферической частицы потоком неньютоновской жидкости проводилось в работах [50] с помощью приближенных вариационных методов (типа метода Галеркина). При малых значениях Ке для коэффициента сопротивления получена формула [c.34]

Выпадение кристаллов парафина в ПЗП и стволе добывающих скважин обусловлено изменением термодинамического равновесия в результате эксплуатации скважин с забойными давлениями ниже давления насыщения, обводненности скважин, охлаждения ПЗП в процессе бурения, перфорации, проведения капитальных ремонтов и т.д. Так, уменьщение газосодер-жания нефти при снижении давления ниже давления насыщения в процессе разработки залежи вызывает увеличение температуры насыщения нефти парафином, вьвделение из нефти кристаллов парафина, что существенно ухудщает условия фильтрации [62]. Кристаллы парафина могут образовывать в поровых каналах скопления (агрегаты), вызьшая дополнительные увеличения фильтрационных сопротивлений для нефти [41]. Исследованиями авторов [12, 43, 53] установлено, что парафинистые нефти при температурах, близких к температуре насыщения нефти парафином или ниже ее, ведут себя как неньютоновские жидкости - возрастает предельное напряжение сдвига и начальный градиент давления сдвига. Таким образом, снижение температуры пласта из-за закачки холодной воды и нарущения термодинамического равновесия пластовой системы приводит к выпадению кристаллов парафина в пористой среде и как следствие к снижению продуктивности добывающих и приемистости нагнетательных скважин, уменьщению коэффициента охвата пласта заводнением по толщине и в некоторых случаях может вызвать полное отключение некоторых пропластков из активной выработки [41]. [c.106]

Для ньютоновской жидкости (и = 1) соотношение (16.3.28) сводится к условию 0 — оскак и указывалось в разд. 3.5. Большинство неньютоновских жидкостей представляет собой псевдопластические жидкости, для которых < 1. Поэтому для них избыточная температура поверхности слабо зависит от расстояния вниз по потоку. Выражения для местных и средних коэффициентов переноса имеют вид [c.434]

Для определения критических значений этих безразмерных комплексов, отвечающих переходу от ламинарного режима движения к турбулентному, использовано наблюдаемое экспериментально равенство коэффициента трения как для ньютоновских, так и для неньютоновских жидкостей при турбулентном режиме. На основании совместного решения уравнения движения жидкости в круглой трубе с реологическим уравнением (И.105) выявлена зависимость критического значения критерия Рейнольдса Кеокр от безразмерных комплексов а и 0. Оказалось, что для дилатант-ной жидкости решения приближенно описываются формулой [c.133]

Коэффициент теплоотдачи для турбулентного потока реологически стационарных неньютоновских жидкостей, подчиняющихся степенному закону, определяют по формуле [c.291]

По признаку зависимости или независимости вязкости от напряжения сдвига все текучие материалы принято делить на ньютоновские и неньютоновские жидкости. Ньютоновскими являются материалы, вязкость которых не зависит от напряжения сдвига, т. е. является постоянным коэффициентом в законе внутреннего трения (3.10.2). К неньютоновским относятся материалы, вязкость которых зависит от напряжения сдвига, т. е. является функцией скорости деформации (или напряжения) в законе (3.10.2). В литературе даются и иные определения понятий ньютоновской и неньютоновской жидкости. Чаще всего говорят, что первая подчиняется, а вторая не подчиняется закону Ньютона. Последнее утверждение ошибочно в принципе. Во-первых, необратимая часть деформации любого материала, а точнее скорость этого процесса, может быть описана уравнением Ньютона (3.10.2), в том числе при переменной вязкости. Более того, не существует других фундаментальных законов и понятий, описывающих взаимосвязь напряжения и скорости деформации и, стало быть, способных описать процесс необратимого деформирования. Во вторых, само сравнение свойств разных жидкостей правомерно только в том случае, если сравниваются одинаковые свойства, например их вязкости по Ньютону. Только сравнив гос вязкости по ЬГьютону (применив этот закон к разным жидкостям) можно получить основания для заключения об гое принадлежности к тому или иному типу жидкостей. За неимением [c.673]

При турбулентном режиме движения к неньютоновской жидкости применимы уравнения для расчета коэффициентов теплоотдачи, полученные для ньютоновских жидкостей с учетом характера изменения их кажущейся вязкости в зависимости от определяющих факторов. Как известно, для ньютоновских жидкостей безразмерный коэффициент теплоотдачи Ни является функцией критериев Ке и Рг. Для неньютоновской жидкости критерий Ке определяется выражением (IV. 51). Значение кажущейся вязкости [Хк можно найти из равенства /Зшсрр/цк = где т = [c.312]

Значение коэффициента С можно найти, пользуясь уравнением двнжеиия неньютоновской жидкости при ламинарном режиме при известных значениях т и р,я, так как в этом случае [c.101]

Завершая краткий обзор методов определения коэффициентов теплоотдачи межу текучими теплоносителями и теплообменными поверхностями, следует отметить два обстоятельств а, Во-первых, существуют еще много видов конвективной теплоотдачи, расчетные соотношения для которых имеют структуру, аналогичную приведенным выше (теплообмен в змеевиках, теплоотдача от оребренных поверхностей, от наружных поверхностей пучков труб при сложном обтекании, от поверхностей пластинчатых теплообменных аппаратов, теплообмен поверхностей с потоками неньютоновских жидкостей, теплообмен при непосредственном соприкосновении несмешивающихся теплоносителей и т. п.) и приводятся в литературе по теплообмену. Во-вторых, определение коэффициентов теплоотдачи для соответствующих конкретных условий хоть и представляет собой одну из наиболее сложных и разнообразных задач анализа процессов теплообмена, но не является единственным этапом расчета. После вычисления значений а для конкретных видов взаимодействия теплоносителя с теплообенной поверхностью, как правило, проводится дальнейший расчет, имеющий целью определение величины необходимой поверхности теплообмена для передачи заданного количества теплоты (проектный вариант расчета). При известной величине теплообменной поверхности определяются конечные температуры теплоносителей (поверочный вариант расчета). Расходы обменивающихся теплотой теплоносителей и их теплофизические свойства обычно бывают предварительно известны. [c.264]

Для расчета коэффициентов теплоотдачи в условиях ламинарного течения неньютоновских жидкостей Метц-нер, Воон и Хоутон рекомендуют следующее уравнение [c.218]

Основываясь на небольшом экспериментальном материале, Метцнер предлагает метод для расчета коэффициентов теплоотдачи для неньютоновских жидкостей в условиях развитого турбулентного течения (Не> >10 000) с использованием безразмерных комплексов, аналогично тому, как это делается для случая теплообмена в ньютоновской жидкости. [c.218]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология