Зависимость вязкости от скорости сдвига (динамическая вязкость)

Рис. 4.5. Зависимость динамической вязкости г и напряжения сдвига т от скорости сдвига г

Рис. 4. Зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига Г1(7) и динамической вязкости от частоты 1 (м) для образца разветвленного полиэтилена

Чисто эластическое деформирование механически полностью обратимо и не связано с разрывом цепи или ползучестью. Однако в реальном каучуке, как и в любом вязкоупругом твердом теле, энергетическое и энтропийное упругое деформирование представляет собой вязкое течение. Отсюда следуют релаксация напряжения при постоянной деформации, ползучесть при постоянной нагрузке и диссипация энергии при динамическом воздействии. Поэтому при моделировании макроскопических механических свойств вязкоупругих твердых тел даже в области деформации, где отсутствует сильная переориентация цепей, следует использовать упругие элементы с демпфированием, содержащие пружины (модуль G) и элементы, учитывающие потери в зависимости от скорости деформирования (демпфер, характеризующийся вязкостью ti). Простейшими моделями служат модель Максвелла с пружиной (G) и демпфером (ti), соединенными последовательно, и Фохта—Кельвина с пружиной (С) и демпфером, соединенными параллельно. В модели Максвелла время релаксации равно t = t]/G, а в модели Фохта—Кельвина то же самое время релаксации более точно называется временем запаздывания. В феноменологической теории вязкоупругости [55] механические свойства твердого тела описываются распределением основных вязко-упругих элементов, характеризуемых в основном временами релаксации т,-. Если известны спектры молекулярных времен релаксации Н(1пт), то с их помощью в принципе можно получить модули вязкоупругости [14Ь, 14d, 55]. Зависимый от времени релаксационный модуль сдвига G t) выражается [c.39]

У всех мазутов при низких температурах наблюдается структурная вязкость, т. е. вязкость зависит от градиента скорости течения. С повышением скорости перемещения слоев топлива вязкость уменьшается до определенного предела. Вот эту минимальную для данной температуры вязкость, которая уже не зависит от скорости сдвига, называют остаточной (с разрушенной структурой) или минимальной. У сернистых прямогонных и крекинг-мазутов структурообразование выражено сильнее, чем у малосернистых. У них отношение максимальной вязкости к минимальной при 0°С достигает 5—7. Аномалия вязкости котельных топлив обусловлена присутствием высокомолекулярных алканов и асфальтено-смолистых веществ. На рис. 50 представлена типичная зависимость динамической вязкости мазутов от скорости сдвига. По мере того, как скорость сдвига увеличивается, динамическая вязкость мазута уменьшается. Когда вся структура полностью разрушена, наблюдается минимальная вязкость. [c.201]

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]

При исследованиях неньютоновских жидкостей по шкале гальванометра определяется величина момента сопротивления, обусловленного вязкостью среды. Эффективное значение динамической вязкости находится как отношение тангенциального напряжения сдвига к скорости сдвига. Задавая различные скорости вращения внешнего цилиндра, можно построить кривые зависимости вязкости от скорости сдвига и напряжения сдвига от скорости сдвига. [c.93]

Уже Рейнер отмечал [9, с. 51], что при ламинарном течении вязких жидкостей каждый элемент объема не только деформируется со скоростью сдвига у, но и вращается с угловой скоростью 03=y/2- Рассматривая с этих позиций стационарное течение полимеров, можно считать, что каждый элементарный объем полимерного материала, вращающегося относительно поля напряжения с определенной частотой, подвергается периодической деформации растяжения с вдвое большей частотой [20, с. 37], поскольку за один оборот каждое сечение дважды совмещается с направлением главного растягивающего напряжения. Таким образом, установившееся ламинарное течение является своеобразным аналогом динамического режима деформации, а аномалия вязкости, наблюдающаяся при стационарном течении, аналогична частотной зависимости динамической вязкости и так же, как все остальные особенности механического поведения полимеров, является следствием релаксационного механизма деформации [14, с. 479 17, с. 153 21—36 38—40 121 122]. [c.48]

Характеристиками вязкостно-температурных свойств служат кинематическая вязкость, определяемая в капиллярных вискозиметрах, и динамическая вязкость, измеряемая при различных градиентах скорости сдвига в ротационных вискозиметрах, а также индекс вязкости — безразмерный показатель пологости вязкостнотемпературной зависимости (см. рис. 2.3), рассчитываемый по [c.133]

Грегори и Ватсон [117, 121 — 123] провели широкие исследования течения полиэтилентерефталата в капиллярном вискозиметре. В диапазоне скоростей сдвига от 50 до 1000 с" расплав полиэтилентерефталата ведет себя как ньютоновская жидкость, а при скоростях сдвига 1000—24 ООО с — как псевдопластичная жидкость. Зависимость динамической вязкости расплава от температуры и среднемассовой молекулярной массы выражается следуюш,им уравнением [c.140]

На рис. 4.5 представлена типичная зависимость динамической вязкости мазута т] и напряжения сдвига т от скорости сдвига г. [c.347]

Перечень принятых в работе условных обозначений О,, Ог, Кг, К — внутренний и внешний диаметр и радиус трубопровода, м Ь — длина участка нефтепровода, м — скорость, м/с О — производительность перекачки, м /с Н — полные потери напора на трение на участке нефтепровода, включая учет разницы в геодезических отметках начала и конца участка и необходимую величину передаваемого давления, м Р — давление в трубопроводе, Н/м г, г — осевая и радиальная составляющие цилиндрической системы координат, м I — время, с Т — температура, °С X — коэффициент теплопроводности, Вт/ (м °С) р — плотность, кг/м с — теплоемкость, Дж/(кг °С) т] — динамическая вязкость, Н с/м или в степенной жидкости — мера консистенции, Н с"/м X — напряжение сдвига, Шм п — показатель поведения жидкости а — коэффициент потерь тепла, Вт/(м °С) — коэффициент гидравлического сопротивления А,, В , — константы в реологических зависимостях [c.150]

При напряжениях сдвига больше изменение скорости сдвига в зависимости от т также происходит по линейному закону. Здесь нефть движется с ньютоновской вязкостью т. е. структура в нефти полностью разрушена. В пределах напряжений сдвига от до вязкость нефти переменна, и по предложению П. А. Ребиндера ее называют эффективной вязкостью. Эффективная вязкость характеризует равновесное состояние процессов разрушения и восстановления структуры в нефти, протекающее одновременно в установившемся потоке. Аналогичная форма реологических линий подробно рассматривалась для других структурированных систем П- А. Ребиндером, И. В. Михайловым, Г. В. Виноградовым, В. П. Павловым и другими исследователями. Рассмотрение многочисленных реологических линий у разных нефтей, полученных экспериментальным путем, показало, что на этих кривых имеется достаточно широкий участок, практически линейный и имеющий наиболее крутой наклон к оси т. Поэтому для практических расчетов следует ввести еще одну величину — предельное динамическое напряжение сдвига — 0, которое определяется как точка пересечения линейного участка графика с осью т, как показано на рис. 1а. [c.12]

Коэффициент пропорциональности в соотношении, определяющем зависимость касательного напряжения от скорости относительного сдвига слоев ньютоновской среды, называется динамической вязкостью. В гидромеханике используется также кинематическая вязкость V, связанная с динамической вязкостью соотношением [c.241]

Реологические свойства или свойства, связанные с сопротивлением деформированию и течению, характеризуются вязкостью, динамическим и ста111ческ1Ш напряжениями сдвига, реологическими кривыми зависимости напряжений от скорости сдвига [154, 169]. [c.36]

Такано (1964) сравнил реологические данные, полученные при простом и колебательном сдвигах на одних и тех же суспензиях. Он нашел, что для псевдопластичных систем кажущаяся вязкость при низких скоростях сдвига подобна динамической вязкости, измеряемой при низких частотах. Для пластичных систем, однако, наблюдались расхождения между двумя рядами данных, причем кажущаяся вязкость при низких скоростях сдвига иногда была выше, чем динамическая вязкость при низких частотах. Эти расхождения приписывались различным путям, которыми разрушались и восстанавливались сетчатые структуры флокулированных частиц под влиянием простого и колебательного сдвига .. . зависимость кажущейся вязкости от скорости сдвига связана со структурными изменениями сетчатой системы, вызванными сдвигающими силами, в то время как частотная зависимость динамической вязкости проистекает главным образом от релаксации сетчатых структур, образованных частицами в среде . [c.223]

Рис, 50, Зависимость напряжения сдвига и динамической вязкости флотского мазута Ф-5 от скорости сдвига То — начальное напряжение сдвига, Па. [c.201]

Частотные зависимости динамических характеристик Г] и О, а также зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига для всех фракций и смесей ПММА и [c.288]

Средний — криволинейный участок кривой течения неньютоновской жидкости (см. рис. 8.5, а) — называется структурной ветвью, так как при пере.ходе от одних значений ат и у к другим в этом интервале их значений совершается легко обнаруживаемое при измерениях вязкости изменение структуры полимера под влиянием сдвига. Это проявляется в зависимости отношения ат/у от напряжений и скоростей сдвига, т. е. в непропорциональности значений Ст и У- Каждая точка на структурной ветви кривой течения соответствует состоянию динамического равновесия между процессами изменения и восстановления структуры. [c.216]

Переход вещества в стеклообразное состояние определяется по температурной зависимости термодинамических и кинетических свойств. На рис. 53 приведены типичные графики зависимости ряда физических свойств от температуры в области стеклования. Кривая I описывает температурную зависимость ряда термодинамических функций состояния объема V, внутренней энергии [/, энтропии 5, энтальпии Я и т. д. Кривая // описывает температурную зависимость ряда кинетических и динамических характеристик скорости звука с, модуля сдвига и модуля Юнга, логарифма вязкости, логарифма электрического сопротивления и др. Температура стеклования Tg наиболее часто определяется как точка пересечения экстраполированных кривых / и II (рис. 53). [c.327]

Принцип действия прибора Реотест основан на измерении сопротивления, которое оказывает испытуемый продукт вращающемуся внутреннему цилиндру. Эго сопротивление зависит только от внутреннего трения жидкости и прямо пропорционально абсолютной вязкости. По мере того как скорость сдвига увеличивается, вязкость уменьшается. Когда вся структура полностью разрушена, вязкость становится постоянной. Ее называют динамической. Методика позюляет определять как вязкость полностью разрушенной структуры мазута ц, так и начальное напряжение Тц, являющееся мерой прочности структуры мазута, значение которого необходимо знать при расчете трубопроводов. На рис. 1.15 представлена типичная зависимость динамической вязкости мазута Т1 и напряжения сдвига х от скорости сдвига г Продолжение прямолинейного участка реологической кривой до пересечения с осью позволяет получить начальное усилие сдвига Пользуясь такими вискозиметрами, можно рассчитать перепад давлений и объемную скорость потока для ламинарного и турбулентного режимов. [c.105]

Рис. 3.38. Частотные зависимости динамической вязкости (а), параметра (G / ) (б) Угяа механических потерь (в) для 5 % -ного раствора сополимера втилена с пропиленом в декалине при различных скоростях сдвига. Кривые i—в относятся к следующим значениям lg Vo

Теория показывает, что круговая частота 61 и скорость сдвига для жидкостей имеют эквивалентный смысл. Слои жидкости всегда перемещаются в направлении сдвига с некоторой разниией скоростей, Следовательно, каждая частица жидкости находится под действием моментов сил и поэтому непрерывно вращается. Теоретически доказанное равенство подтверждается на опыте для низких значений ш и -у, так как оказывается, что при этом совпадают зависимости тг] от -у и г) от ы. С повышением скоростей сдвига и частот изменение эффективной вязкости со скоростью сдвига отстает от изменения динамической вязкости, которая с увеличением частоты снижается сильнее. [c.263]

Нижний предел измерений динамических свойств по частотам составляет 0,3 гц. Это не позволило провести измерения комплексного динамического модуля в области постоянной (не зависяпдей от частоты) динамической вязкости. Однако диапазон частот, использованный в настоящей работе, вполне достаточен, чтобы провести сопоставление динамической и эффективной вязкостей. Для всех исследованных растворов зависимость ris (y) оказывается сдвинутой вправо по сравнению с зависимостью T) ( u). Согласно данным Де-Вита и др. [10], расстояние между эффективной и динамической вязкостями вдоль оси частот (скоростей сдвига) соответствует изменению масштаба приблизительно в 1,5 раза. При таком смещении оказывается, что зависимости tis(y) и т) (ю) совпадают, поскольку их форма одинакова. Многие реологические уравнения состояния предсказывают, что эффективная вязкость в установившемся течении т], должна быть такой же функцией от скорости сдвига у, как и динамическая вязкость т) от нормированной частоты o/i>, где множитель b представляет собой коэффициент сдвига , равный расстоянию между графиками функций T]s(Y) й Ti ((u) вдоль ОСИ log со. Результаты настоящей работы показывают, что для растворов полиизобутилена в цетане следует принять b = 1,6. Однако в действитель- ностй форма зависимостей T]s(Y) и т) (о)) не вполне тождественна, если рассматривать достаточно широкий интервал изменения аргументов этих функций ). [c.217]

На каплю, помещенную в поле однородной и изотропной турбулентности, действуют следующие силы со стороны внешней жидкости динамический напор Q = kfPeU /2, где — коэффициент, имеющий порядок 0,5 — плотность внешней жидкости и скорость внешней жидкости относительно капли сила вязкого трения F - где — коэффициент вязкости внешней жидкости У= (4ео/ 15лл г) "2 — средняя скорость сдвига о — удельная диссипация энергии Vs = Це/Ре коэффициент кинематической вязкости. Кроме того, на поверхность капли действует сила поверхностного натяжения = IZ/R, где S — коэффициент поверхностного натяжения R — радиус капли. В зависимости от того, какая из внешних сил, действующих на поверхность капли, доминирует, возможны два механизма дробления капли. [c.275]

При малых скоростях сдвига ход ПРК совпадает с прямой, отражающей течение ньютоновской жидкости с высокой (т]шах) ВЯЗКОСТЬЮ, при ВЫСОКИХ скоростях — с прямой НИЗКОВЯЗКОЙ (т1пйп) ньютоновской жидкостью, а в интервале промежуточных скоростей — с ходом зависимости у от т пластичного материала с некоторым значением динамического предельного напряжения т . [c.675]

В работах [36—38 55 134] было показано, что если представить экспериментальные данные о динамических и вязкостных исследованиях растворов и расплавов в виде зависимостей Ig [ii ( u)/t ] =/[lg( uuT и lg[Лa(Y)/rl] = / [Ig(yar)], положив при этом Y = . то при такой обработке данных результаты динамических и реологических испытаний расположатся на одной общей кривой (рис. П. 5). Следовательно, функциональная форма зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига совпадает с выражением для зависимости динамической вязкости от частоты, и [c.52]

Р и с. 1. Зависимости динамических функций О, О" и т] от частоты и эффек-. тивной вязкости Т1 от скорости сдвига для расплава образца полиэтилена низкой плотности ЬВ 103. [c.153]

Теория Бики приводит к двум конечным формулам зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига т) (у), обусловленной описанным механизмом, и совершенно такой же по внешней форме зависимости динамической вязкости т от частоты и. Первая из этих формул приводилась в гл. 2 [см. (2.44)] при обсуждении возможных объяснений эффекта аномалии вязкости. Вторая автоматически получается из 2.44 заменой т на г и у на со. [c.246]

Таким образом, модель Бики важна прежде всего в связи с развитием качественного представления о необходимости рассмотрения вращения макромолекулярного клубка при сдвиговых деформациях и как следствие этого в связи с качественным объяснением известного экспериментального факта аналогии между формами зависимостей эффективной вязкости от скорости сдвига и динамической вязкости текучих полимерных систем от частоты (подробнее см. раздел 4 настоящей главы). [c.247]

Введение. При исследовании реологических свойств текучих полимерных систем экспериментально было установлено соответствие (или корреляция) форм функций, характеризующих их свойства при установившихся режимах сдвигового течения (т. е. зависимостей касательных т и первой разности нормальных а напряжений от скорости сдвига у), и функций, описывающих динамические свойства системы [т. е. С (ш) и С" (<в)]. Вместо напряжений могут рассматриваться их коэффициенты г = т/у и = а/2у , которые сопоставляются с динамической вязкостью ц = С" ( й)/<а и отношением Аа = соответственно. При этом существенно следующее. Зависимость динамических функций от частоты определяется в области малых амплитуд, когда эти функции не зависят от амплитуды, т. е. при малых деформациях. Динамические характеристики сопоставляются с зависимостями, измеряемыми на установивпшхся режимах течения, в условиях, при которых деформации могут быть неограниченно большими. Это значит, что устанавливается корреляция линейных (динамических) режимов с режимами, которые могут быть существенно нелинейными (установившееся течение). [c.303]

Об измененни релаксационного спектра полимера при течении. Уменьшение эффективной вязкости т) = т/у и коэффициента нормальных напряжений = е/2у при повышении скорости сдвига можно связать с изменением релаксационных свойств полимерных систем, что наглядно подтверждается влиянием наложения сдвигового течения на динамические характеристики материала. При этом можно полагать, что для каждой скорости сдвига при установившемся течении существует свой-релаксационный спектр F (Q,у), зависящий от Y и переходящий при у -> О в начальный релаксационный спектр системы Fq (0). Тогда зависимости т) (у) и (у) могут быть представлены в форме [c.316]

В предыдущей работе [9] влияние частоты на зависимость вязкости от молекулярного веса исследовали в связи с рассмотрением роли молекулярного веса в реологических свойствах. Было найдено, что при со = О график зависимости log ц от log Му, является прямой линией но при возрастании частоты зависимость logr] от log Mw оказывается искривленной с выпуклостью вверх. При очень высоких частотах зависимость log г от ogMw выражается практически горизонтальной линией, что соответствует переходной области, в которой вязкость не зависит от молекулярного веса и молекулярновесового распределения полимера. Кроме того, оказалось, что вязкость некоторых высокомолекулярных образцов при промежуточных значениях со может быть даже ниже, чем вязкость образцов с меньшими молекулярными весами. Это указывает на большое влияние молекулярно-весового распределения на вязкость полимера. Аналогичная картина наблюдалась и в том случае, когда вместо ц рассматривались абсолютные значения динамической вязкости эквивалентные эффективной вязкости при скорости сдвига, равной соответствующей частоте. [c.303]

В последнее время появился ряд работ, в которых предпринимались попытки обоби ения частотных зависимостей динамических функций или зависимостей вязкости от скорости сдвига [49—52]. Полученные в предшествующих и настоящей работах результаты показывают, что характер частотной зависимости вязкости связан с влиянием разветвленности макромолекул молекулярновесового распределения. Поэтому такие обобщения невозможны, если только разветвленность или молекуляр-но-весовые распределения сопоставляемых образцов не будут одинаковыми ). [c.319]

Зависимость скорости сдвига от напряжения у золей, обладающих аномалией вязкости, представлена на рис. 56, в. Рассматриваемые вещества являются жидкостями, так как текут под действием любого, сколь угодно малого напряжения. Но продолжение прямолинейного участка кривой, соответствующей псевдоламинарной области, не проходит через начало координат. Участок, отсекаемый ею на оси напряжений, получил название динамического предельного напряжения сдвига. Он отвечает тому напряжению, которое необходимо приложить к жидкости, чтобы ее вязкость стала постоянной. Тела, у которых отсутствует статическое предельное напряжение сдвига и имеет место динамическое предельное напряжение сдвига, получили название псевдо-пластичных тел. Аномалия вязкости наблюдается не только у жидкостей, но и у пластичных тел (рис. 56, г). Такие тела обладают статическим и динамическим предельными напряжениями сдвига. [c.190]

Тела, обладающие предельным напряжением сдвига, называются пластичными. Ниже предельного напряжения сдвига их деформация обратима, выше — она остаточна. Очевидно, что ниже предельного напряжения сдвига, в пределах области приложения закона Гука, деформируемость тела оценивается модулем упругости. Если область подчинения закону Гука не охватывает все напряжения ниже предельного, то для характеристики свойств тела может понадобиться несколько модулей. Выше отмечалось, что в случае аномалии вязкости показателей механических свойств тел также должно быть больше одного (максимальная и минимальная вязкости). Наконец выделяют два предельных напряжения сдвига. Один, отвечающий началу течения, второй — началу линейной зависимости градиента скорости течения от напряжения (В и 9d на кривой 5). Часто первый называют статическим, второй — динамическим предельными напряжениями сдвига. [c.249]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология