Вязкость при продольном течении

Термин продольная вязкость широко использовался для обозначения сопротивления жидкости любым видам продольного течения независимо от их характера, наличия или отсутствия однородности, изотермичности или неизотермичности и т. п. Это приводило к большой путанице, особенно при попытках сопоставления экспериментальных данных. [c.172]

В установившемся продольном течении продольная вязкость т) — это физическая характеристика вещества, определяющая зависимость разности нормальных напряжений от скорости деформации растяжения [c.172]

Возникновение ориентированного состояния связано с появлением продольной вязкости и некоторых необычных релаксационных эффектов. С чисто кинетических позиций описанные приемы генерирования или сборки высокоориентированных систем связаны с реализацией продольного течения, характеризуемого продольным градиентом скорости и, соответственно, продольным коэффициентом вязкости. [c.220]

П.11. ВЯЗКОСТЬ ПРИ ПРОДОЛЬНОМ ТЕЧЕНИИ [c.82]

Продольная вязкость растворов (молекулярные модели). Рассмотрение теории продольного течения разбавленных растворов [c.413]

X = а/е/ и модуля высокоэластичности Е == a/e на различных стадиях деформирования, включая как предстационарные (переходные) режимы, так и установившееся продольное течение. Характер изменения продольной вязкости по мере развития деформации показан на рис. 6.6, где кривые 1 ж 2 соответствуют таким скоростям дефор- [c.418]

Выше говорилось о том, что наблюдаемая экспериментально зависимость К (е) образуется наложением двух зависимостей — падающей т) (е) и возрастающей / (е) [см. формулу (6.16)]. Роль ориентационного фактора при измерениях продольной вязкости оказывается доминирующей по сравнению с эффектом разрушения структуры системы и структурной релаксацией напряжений. Поэтому функция / (е) должна быть сильно возрастающей, чтобы перекрыть влияние уменьшения т). Характер этой функции показан на рис. 6.11 для нескольких исследованных случаев. Чтобы учесть различие влияния градиента продольной и поперечной скорости на эффективную вязкость Г) на рис. 6.11 значения Я отнесены к значениям т] при градиенте скорости е =у/УЗ [см. формулу (6.15)]. В качестве аргумента здесь выбрана степень высокоэластического растяжения -поскольку можно полагать, что рост продольной вязкости и соответственно возрастающий характер функции к (е) обусловлен развивающимися при продольном течении высокоэластическими деформациями, которые характеризуют степень ориентации макромолекул при растяжении полимера. [c.423]

Для удобства течение расплава можно разделить на сдвиговое течение и продольное течение. Сдвиговые течения — это те, при которых компонента скорости изменяется только в плоскости, нормальной к направлению течения. Сдвиговая реология играет важную роль в экструзии ПЭ. Продольное течение, напротив, характеризуется компонентой скорости, которая изменяется только в направлении течения. Это важно, например, при раздуве пленки. Как правило, не удается предсказать продольные реологические свойства ПЭ исходя из результатов измерения его сдвигового течения, и наоборот [9, 10]. Вязкость представляется в зависимости либо от скорости сдвига, либо от скорости расширения. [c.55]

Реологические свойства ПЭ при продольном течении очень сильно отличаются от реологических свойств при сдвиговом течении. Продольная вязкость измеряется при более разрывном режиме. При определенных скоростях удлинения кажущаяся продольная вязкость даже не достигает установившегося значения за время, необходимое для приложения желаемой общей деформации. [c.57]

Теперь проанализируем различные факторы, дающие вклад в ориентацию в процессе формования ПБА, а именно концентрацию полимера, сдвиговое и продольное течения. Вклад сдвигового поля может быть понят из диаграммы рис. VI 1.6. Поскольку для растворов ПБА практически временные эффекты отсутствуют и градиенты скорости в каналах фильеры выше, чем приведенные на рис. VI 1.6, поле сдвига приводит к сильному снижению вязкости раствора в процессе формования. [c.161]

Рис. 1У.6. Зависимость вязкости (/), напряжения (2), высокоэластической деформации (3) при стационарном продольном течении полистирола от приведенной скорости деформации.

Экспериментальные данные о продольной вязкости полиизобутилена, полученные Стивенсоном, представлены на рис. 6.14. Обратим внимание на две особенности этих данных. Во-первых, формула Трутона справедлива только для области ньютоновского течения. Во-вторых, продольная вязкость практически не зависит от скорости деформации растяжения. Поскольку г] (у) с увеличением скорости сдвига уменьшается, ц/ц > 3. [c.173]

Для лучшего понимания причин, вызывающих потери давления в расплаве полимера на входе в капилляр, необходимо экспериментальное определение истинного характера течения в этой области. В настоящее время эта работа не закончена, однако имеющиеся данные свидетельствуют о больших потерях давления на входе в капилляр, связанных с вязкоупругими свойствами расплавов и большими значениями продольной вязкости. Для проектирования головок необходимо располагать экспериментальными данными, полученными на капиллярах нулевой длины или на капиллярах с различным отношением что позволит экстраполировать данные к 1/Оо =0. [c.476]

При деформировании полимера в условиях одноосного растяжения между продольной вязкостью X и молекулярной массой соблюдаются те же соотношения, что и лри сдвиговом течении. Наблюдается также и равенство энергий активации вязкого течения. Это свидетельствует об общности молекулярных механизмов течения. Однако аномалия вязкости при сдвиговом течении приводит к снижению вязкости при повышении напряжения сдвига, а при [c.178]

С ростом градиента скорости е (напряжения Р), при Р > Р, (рие. 51, в), число разрушенных поперечных связей оказывается больше числа восстановленных под действием броуновского движения. Освободившаяся от поперечных связей частичка попадает в сферу действия частичек, образующих продольную цепочку. В результате этого продольные цепочки упрочняются. С увеличением градиента скорости прочность продольной цепочки возрастает. Влияние броуновского движения на частички цепочки заметно убывает, течение происходит с меньшей вязкостью т] (Р). При достижении градиентом скорости значения (напряжение достигает значения Р т) число поперечных связей становится минимальным (рис. 51, г). Жидкость вновь течет как ньютоновская, но уже с вязкостью т], , соответствующей предельно разрушенной структуре. Другими словами, структура с вязкостью состоит из предельно упорядоченных частичек, образующих продольные цепочки. После снятия нагрузки находящиеся под напряжением продольные цепочки расширяются и искривляются. Связи между частичками цепочки ослабляются, что облегчает броуновское движение. Под действием оставшихся свободных от связей частичек и броуновского движения происходит разрушение уже продольных связей и полное тиксотропное восстановление изотропной структуры. Указанный механизм течения может быть описан несколько измененной формулой Я. И. Френкеля [c.139]

Хотя реологич. св-ва жидкостей наиб, часто измеряют в условиях сдвигового течения, для высоковязких жидкостей теоретич. и практич. интерес представляет также одноосное (продольное) растяжение. Для ньютоновских жидкостей вязкость при растяжении равна Зт (закон Трутона) для вязкоупругих жидкостей она может значительно отличаться от Зт1, что также связано с нелинейностью вязкоупругих св-в. [c.247]

При рассмотрении баланса сил и энергии принимаются следующие допущения толщина пленки достаточно мала, так что неоднородностью профиля скорости течения в поперечном направлении можно пренебречь градиенты скорости деформации в выбранной (текущей) точке рукава можно вычислять так же, как двухосного (биаксиально-го) растяжения плоской пленки силами поверхностного натяжения, инерции и трения пленочного рукава с воздуха можно пренебречь ввиду их малости по сравнению с напряжением, действующим на материал в продольном направлении при вытяжке пленки теплопередачей между внутренней поверхностью рукава и находящимся в нем, воздухом можно также пренебречь охлаждение рукава происходит в основном за счет излучения и конвекции тепловыделением от трения рукава о воздух можно пренебречь. Таким образом, можно сделать вывод о том, что из материалов, имеющих меньшую эффективную продольную вязкость, получаются рукава, диаметр которых меньше, чем при экструзии полимеров с более высокой эффективной продольной вязкостью [87]. [c.244]

Внутреннее трение трудно зарегистрировать экспериментально. Например, вклады (6.103) и (6.104) в общую силу трения не проявляются в статической вязкости при слабых потоках. Это можно понять следующим образом. Для обсуждения инкремента вязкости бт] в разбавленном растворе клубков можно выбрать любой вид (слабого) сдвигового течения. Удобно (как это было впервые отмечено Крамерсом [34]) выбрать течение, отвечающее продольному сдвигу [см. (6.65)]. [c.223]

Анализ наиболее простых видов течения псевдопластичных жидкостей показывает, что качественная картина движения подобна картине движения ньютоновских жидкостей. Существование аномалии вязкости во всех случаях приводит к относительному уменьшению сопротивления, возникающего при течении псевдопластичных жидкостей. При течении в канале круглого и прямоугольного сечения это проявляется в существовании нелинейной связи между перепадом давления и объемным расходом. При течении в плоской щели с подвижной стенкой существование продольного градиента давлений (положительного или отрицательного) приводит к тем большему изменению объемного расхода, чем больше индекс течения. [c.140]

В установившихся режимах течения при низких скоростях деформации продольная вязкость имеет постоянное значение, причем довольно хорошо соблюдается условие Трутона. [c.84]

Определяя объемный расход на участке ВС, надо иметь в виду, что эффективная вязкость расплава в зазоре между гребнем червяка и корпусом определяется скоростью сдвига, возникающей вследствие движения поверхности гребня червяка в направлении, перпендикулярном течению утечки. Пренебрегая продольной составляющей ввиду ее относительной малости по сравнению с поперечной составляющей, получим выражение для расчета эффективной вязкости расплава в зазоре [c.263]

Продольная вязкость и модуль высокоэластичности при устано вившемся течении. ................. [c.8]

Одна из лабораторий ЮПАК в 1967 г. приступила к исследованию связи между реологией расплава и технологическим поведением (в производстве рукавной пленки) и свойствами готового изделия на трех практически идентичных образцах ПЭНП. Отчет об этих исследованиях, опубликованный в 1974 г. [62], сводится к следующим выводам а) нет никакой разницы между чистовязким и линейным вязкоэластическим поведением б) отмечено некоторое различие в величине —Т22 при малых скоростях сдвига, а также в поведении при продольном течении при малых и больших скоростях удлинения в) существует заметное отличие в поведении пленок из разных полимеров при вытяжке, а также в прозрачности и ударной вязкости пленок. Это трудоемкое и тщательное исследование показало, что понимание связи между структурой и технологическим поведением еще нельзя считать исчерпывающим. [c.176]

Чен [14], а также Уайт и Айди [10] представили экспериментальные и теоретические результаты (изотермический анализ устойчивости по Ляпунову), из которых следует 1) полимерные расплавы ведут себя при формовании волокна так же, как при однородном продольном течении 2) для полимеров, у которых продольная вязкость т]+ t, ) возрастает с увеличением времени или деформации (см. рис. 6.16), характерно устойчивое формование волокна без проявления резонанса прп вытяжке, и при высоких степенях вытяжки они разрушаются по когезионному механизму (примером полимера, демонстрирующим такое поведение, может служить ПЭНП) 3) для полимерных расплавов с уменьшающейся продольной вязкостью характерно проявление резонанса уже при малых степенях вытяжки и упругое разрушение (после образования шейки ) при высоких степенях вытяжки (типичными полимерами, которые можно отнести к этой категории, являются ПЭВП и ПП). [c.566]

Зависимость от Р, приводящая к существованию наибольшей и наименьшей ньютоновской вязкости, следует из правила логарифмической аддитивности и отражает непосредственное изменение структуры вязкой жидкости (т. е. сетки) под влиянием приложенного напряжения. Как правило, влияние это носит характер тиксотропии, хотя в отдельных случаях возможны и антитиксотроп-ные эффекты (здесь не имеется в виду продольное течение, при котором кажущаяся антитиксотропия обусловлена упоминавшимся на стр. 177 правилом тензоров см. гл. VI). С позиций, развитых в рл. I и II, этот тип аномалии связан с изменением релаксационного спектра, вызванным изменением структуры. [c.182]

Различие, на которое впервые ясно указал Каргин (см. гл. V), состоит в том, что при продольном течении с увеличением градиента скорости, разворачивающего макромолекулы, вязкость не убывает, а, напротив, возрастает. Это связано с возникновением положительной обратной связи между степенью деформаЩии (растяжения) и напряжением 22], в то время как при сдвиговой вязкости обычно имеет место отрицательная обратная связь, проявляющаяся как тиксотропная аномалия вязкости. Исследовано четыре варианта продольного течения [см. сноску на стр. 177], причем отмечено несоответствие ориентации основных компонент тензоров деформации и напряжения при сдвиговом течении и совпадение их ориентаций при продольном. Этих соображений, однако, недостаточно, чтобы объяснить своеобразные аномалии продольной вязко- [c.220]

Однако качественная информация, которую можно получить из анализа таких кривых, весьма полезна если принять во внимание, что струевое (продольное) течение генерируется лишь нри Ар>Арк, то ясно, что сначала Т1ег должна убывать с Ар, а затем, за счет продольной вязкости, вновь возрастать. На рис. 16 приведены типичные кривые течения для полиметил-метакрилата в диметилформамиде в обычном коаксиальном вискозиметре и в струевом вискозиметре Е. В. Кувшинского. [c.70]

Изложенные выше результаты применения реологических моделей вязкоупругих сред для анализа продольного течения относились к системам, у которых релаксационный снектр и, следовательно, их вязкоупругие свойетва не зависят от интенсивности деформирования. Между тем, как это хорошо известно для сдвигового деформирования, возрастание интенсивности воздействия приводит к изменению релаксационных свойств системы. Этот же эффект должен наблюдаться и при растяжении, поскольку коэффициент вязкости, входящий во все формулы для продольной вязкости, уменьшается при возрастании интенсивности механического воздействия на систему. [c.412]

Возрастание продольной вязкости при увеличении градиента скорости при растяжении вязкоупругого пористого клубка является следствием двух факторов — ориентационного механизма, аналогичного описанному выше для суспензии жестких эллипсоидов (но с той разницей, что анизотропия молекулярного клубка — вынужденная, создаваемая самим градиентом скорости и являющаяся в этом смысле деформационной анизотропией ), и релаксационного механизма, связанного с большими деформациями вязкоупругой среды и аналогичного тому, который приводит к возрастанию вязкости максвелловской жидкости с одним временем релаксации при больпшх деформациях. Количественные предсказания теории продольного течения суспензии вязкоупругих статистических клубков зависят от выбора модели самого клубка (ср, модели КСР и КРЗ с различными распределениями времен релаксации) и от способа учета больших упругих деформаций (ср. результаты применения различных дифференциальных операторов для описания реологических свойств сплошных сред). Поэтому теоретические результаты оказываются неоднозначными, хотя, в принципе, они позволяют объяснить и описать наблюдаемый характер функции X (г), исходя из представления о релаксационном спектре среды. [c.415]

Однако и здесь имеется мпо го проблем, требующих решения, К им относится прежде всего вопрос о соотношении процессов разрушения структур и орие нтации при сдвиговом и продольном течении и в связи с этим во прос о Природе второго и третьего уча Стков на кривой течения. Необходимо выя-снить, с че м связано Снижение вязкости при увел иче-нии па П ряжения — с процессами разрушения структур или ориентации пли с тем и с другим [c.85]

С привлечением этих результатов и теоретического изучения влияния продольного течения на фазовое равновесие в системе полужесткоцепных полимеров [41 ] перейдем к анализу и контролю реологических эффектов дающих вклад в ориентацию в процессе формования Х-500. Всегда можно рассчитать скорость сдвига и время, необходимые для достижения стационарного значения вязкости в том диапазоне, в котором проявляется В-эффект при течении в реого-ниометре. Для данного набора таких параметров формования, как скорость сдвига и время пребывания раствора до — ив отверстии фильеры, можно затем контролировать сферу действия В-эф кта в любых конкретных операциях рмования. Наведенную в результате В-эффекта ориентацию вдоль пути формования можно регистрировать либо с помощью оптической техники, либо по конечному модулю упругости волокна. Таким образом, в этом случае поле сдвига играет важную роль в развитии ориентации, причем значительные гистерезисные явления препятствуют быстрой разориентации. [c.164]

Эффект опрокидывания с учетом вязкости для течения в канале был впервые рассмотрен авторами работ [Gustavs-son, 1991 Henningson, S hmid, 1994]. В этом случае сплошной спектр отсутствует, а трехмерное возмущение можно разложить на дискретные собственные моды уравнения Орра — Зоммерфельда, которые действуют как вынуждающая сила в правой части уравнения нормальной завихренности (1.27), вызывая рост продольной скорости, как и в невязком случае. Степень нарастания и время выживания оказались максимальными для волн с малыми продольными волновыми числами а. [c.61]

При 9 > О (см. рис. 13.25) течение в конической части кольцевого канала отличается от течения в канале вискозиметра. Поэтому результаты оценки разбухания экструдата при экспериментах на капиллярном вискозиметре не коррелируют с экспериментальными значениями кр (г). Еще труднее предсказать радиус цилиндрической заготовки Нр (г), поскольку он зависит не только от особенностей течения расплава внутри экструзионной головки, но также от сил, действующих на заготовку (модуля упругости и, вероятно, продольной вязкости). Миллер [34] пытался найти корретяцию между величиной / /// , отношением конечного радиуса заготовки к радиусу выходящей из фильеры трубки и структурными и реологическими свойствами ряда образцов ПЭВП. Однако никакой корреляции ему установить не удалось. [c.579]

При еустановившемся течении зависимость продольной вязкости от относительной деформации определяется скоростью деформации (рис. V. 7). На начальном этапе развития (область А) вязкость пропорциональна деформации, что было показано Каргиным и Соголовой на примере высокомолекулярного полиизобутилена . Область А будет тем шире, чем выше скорость деформации. Физический смысл нарушения пропорциональности связан с протеканием при деформировании конкурирующих процессов ориентации, обусловливающей рост X, и разрушения надмолекулярной структуры, приводящей к падению X (см. гл. VI). Для легкости сопоставления данные зависимости сдвиговой вязкости, например от скоро- сти деформации, представляются в приведенных координатах (рис. V. 8). Таким образом удается уложить на одну обоб-щенную кривую данные для вязкосги при g, различных температурах и даже для различных полимеров. Независимость хода [c.179]

Положим в этой полной системе уравнений (2.2.1) — (2.2.4) нормальную к поверхности составляющую скорости и х,у) равной нулю. Тогда из уравнения (2.2.1) следует, что и(х,у) = = и у). При этом условии уравнения (2.2.1) и (2.2.3) исключаются, а уравнения (2.2.2) и (2.2.4) упрощаются. Оставшийся в уравнении (2.2.2) конвективный член иди1дх (перенос количества движения) можно опустить, так как и=и(у). Некоторым оправданием этого является условие малости скоростей потока, которое выполняется довольно часто. Кроме того, как и в последующем анализе пограничного слоя, пренебрегают эффектами вязкости и теплопроводности, обусловленными продольными градиентами параметров в направлении течения. Наконец, зависимость плотности от температуры р( ) принимается линейной [c.39]

Изложим подробнее наиболее обоснованную теорию вязкого подслоя, принадлежаш,ую Ландау и Левичу [3, 4]. Закон затухания турбулентности близ твердой поверхности эти авторы получают из следующих соображений. Так как основную роль в передаче импульса играет вязкость, то средняя скорость течения возрастает в вязком подслое по тому же закону, что и при ламинарном течении, т. е. пропорционально расстоянию от поверхности г/. Продольная составляющая пульсационной скорости пропорциональна и, следовательно, пропорциональна г/. Поперечная со- [c.235]

Принимая гипотезу несжимаемости, попробуем обобншть степенное уравнение (П.66) на случай трехмерного течения. В соответствии с принципами, сформулированными выше, обобщенное реологическое уравнение должно связывать компоненты тензора напряжений с компонентами тензора скоростей деформации. При этом коэффициенты сдвиговой и продольной вязкости должны в общем случае зависеть от первого инварианта тензора деформации и второго варианта тензора скоростей деформации. Очевидно, что функции, описывающие зависимость т] и X от тензора деформации, должны вырождаться, обращаясь в нуль при достаточно больших значениях Следуя выражению (И1.20), получим [c.92]

Однако хорошо известно (см. гл. 6, посвященную рассмотрению реального поведения полимеров при растяжении), что при сдвиге полимеров их вязкость падает, тогда как при растяжении продольная вязкость может возрастать. Это показывает, что обобщение реологического уравнения состояния, основанное только на измерениях при сдвиговом течении, может привести к противоречию с результатами эксперимента, проводимого по другой схеме деформирования. Очевидно, что рассмотренная модель аномально-вязкой жидкости с убывающей нри сдвиге вязкостью не может правильно описать поведение полимерных систем при растяжении. Это подчеркивае г необходимость тщательной проверки обобщения реологических моделей. Дело в том, что в литературе довольно часто используется [c.69]