Входовой эффект

Чем обусловлены и как оцениваются входовые эффекты в процессе течения растворов и расплавов полимеров [c.205]

Входовые эффекты. Профиль скоростей на входе в трубу, в которую жидкость поступает из резервуара или из другой трубы значительно большего диаметра, имеет почти прямоугольную фор му, т. е. скорость течения по всему сечению трубы постоянна. Только в очень тонком слое, расположенном у самой стенки трубы, скорость резко уменьшается от конечной величины до нулевого значения на стенке трубы. По мере продвижения жидкости по трубе профиль скоростей потока трансформируется, приобретая в случае ньютоновской жидкости параболическую форму. Для дилатантных систем (п >1) профиль скоростей выглядит более острым, чем параболический (т. е. приобретает форму клина) для псевдопластичных систем (л < 1) профиль скоростей имеет более плоскую форму. Экспериментально установлено, что при течении ньютоновских жидкостей длина участка трубы, на котором полностью заканчивается формирование параболического профиля, составляет приблизительно 0,05 Не диаметра. Подробное описание этих опытов можно найти в работе Доджа . Полученные результаты несколько расходятся с теоретическими данными, согласно которым при ламинарном течении длина участка входа должна составлять только 0,029 Не диаметра. Входовые эффекты, возникающие при ламинарном течении псевдопластичных ньютоновских жидкостей, изучены в гораздо меньшей степени. Однако по имеющимся экспериментальным данным относительная длина участка входа, на котором формируется профиль скоростей потока, должна составлять от 0,03 до 0,05 Не диаметра (т. е. того же порядка, как и при течении ньютоновских жидкостей). [c.64]

При экструзии концентрированных растворов и расплавов полимеров через капилляры высокоэластическая деформация (см. рис. 3.7) существенно влияет на динамику формирования стабильного профиля скоростей, приводя к росту 1 . Это обусловливает значительную потерю напора уже на входе, Л/ вх- и потери напора на входе в трубу (капилляр) могут быть приравнены к дополнительному перепаду давления в гипотетическом капилляре (трубе) такого же диаметра, DJ, как и тот. по которому экструдируется жидкость, но с длиной, большей на тЯ. В связи с этим суммарное напряжение сдвига с учетом входового эффекта может быть вычислено по формуле [c.177]

Влияние этого фактора, а также входовых эффектов на энергетический баланс процесса течения псевдопластичных жидкостей весьма существенно. Расход энергии (в 10 Дж с ), необходимый для обеспечения постоянной объемной скорости (расхода) Q = 5,09 10 м с при экструзии через капилляр диаметром 0,03 мм 8%-го раствора целлюлозы в реактиве Швейцера при 303 К, иллюстрируется следующими данными (при IDj, равном 0,5 и 20) [c.178]

Структурные изменения в пристенном слое существенно отличаются от тех, которые происходят в процессе течения в основной массе струи. Возникающие напряжения могут приводить к периодическому проскальзыванию пристенных слоев, что влечет за собой проявление нестабильности потока. В больщинстве случаев такая нестабильность проявляется по причине 5-6-кратной деформации, развивающейся в результате сдвига, и возникающих при этом нормальных напряжений. Необходимо отметить, что увеличение длины капилляра / ослабляет нестабильность процесса истечения концентрированных растворов и расплавов полимеров. Нарушение установившегося течения и профиля скоростей, которое выражается в искажении формы струи жидкости, вытекающей из капилляра, определяется как эффект эластической турбулентности . Область проявления эластической турбулентности соответствует увеличению эффективной скорости сдвига. Эта область смещается в сторону больших X и у при ослаблении входовых эффектов, при удлинении капилляра, при снижении г эф. [c.182]

Определить входовый эффект т при экструзии раствора ПАН 15% (мае.) в ДМФ через капилляры, входные отверстия у которых цилиндрические и конические. В обоих случаях диаметр капилляра 0,2 мм. Перепады давления раствора при течении через капилляры характеризуются следующими величинами [c.208]

Для хорошо развившегося в достаточно длинном капилляре изотермического потока (когда можно пренебречь входовыми эффектами) с установившимся ламинарным осесимметричным сдвиговым течением, часто называемым потоком Пуазейля, по перепаду давления можно рассчитать напряжение сдвига Тш на стенке капилляра [c.55]

Высокое значение входового эффекта, по-видимому, связано с упругими свойствами раствора и малой протяженностью участка, на котором происходит развитие профиля скоростей (зона Б). Длина этого участка выражается уравнением [c.169]

На рис. 7 приведены кривые для капилляров с различным значением отношения длины к диаметру LID. Чем выше расположена кривая, тем больше сопротивление потоку. Это объясняется тем, что с уменьшением длины капилляра возрастает относительная роль входового эффекта. Нижняя кривая, соответствующая бесконечно большому значению отношения LID, [c.34]

Для ацетата целлюлозы входовой эффект эквивалентен Ш = 5,5. [c.34]

Учитывая близость расчетных величин для трех сопоставляемых моделей, сравнение данных измерений, выполненных различными методами, ниже проводится только для одной, а именно третьей модели, согласно которой упругая энергия запасается в материале при сдвиговых деформациях и отдается вследствие сжатия образца. Такая картина явления, возможно, наиболее точно отражает реальный процесс деформирования в очень длинном капилляре, где все входовые эффекты успевают отрелаксировать, и в приборе типа конус — плоскость, где осуществляется установившееся течение. Ранее [13] было высказано предположение о том, что возможным методом провер- [c.185]

По достижении Т5 течение становится невозможным. Поэтому, если полимер все же понуждается внепшей силой проходить через отверстие (канал, капилляр, фильеру и т. п.), то это происходит по механизму пристенного скольжения. Другими словами, достижение Та соответствует переходу от течения к скольжению, или срыву , когда из-за отделения полимера от стенки и падения гидравлического сопротивления канала скачкообразно возрастает объемный расход без заметного увеличения давления (нагрузки). Различные интересные следствия и возможные проявления этого эффекта, такие, как возникновение автоколебаний, различные входовые эффекты, характер распределения напряжений в потоке и др., детально описаны и обсуждены в работах [8 д—10 д]. [c.279]

Рис. 111.2. Коррегированная кривая течения поли-ж-фениленизофталамида (с учетом входовых эффектов). Температура — 320°С. Диаметр капилляров — 1,96 мм, длина — 3,5 мм ( ), 10 мм (О) [7].

Изучены динамические свойства различных промышленных каучуков для установления соответствия динамических и стационарных характеристик. Для линейно-вязких жидкостей проанализирована гидродинамическая ситуация при переработке и определены технологические параметры процесса, проведены теоретическое и экспериментальное исследования процесса течения в центробежном ноле осаждения и фильтрации, входовые эффекты при прессовании и экструзии в изотермических и неизотермических условиях. [c.35]

При невысоком содержании высокомолекулярных компонентов податливость системы чрезвычайно увеличивается. Тогда первостепенное значение приобретает весь комплекс явлений, обусловленных большими обратимыми деформациями,— большие входовые эффекты, вихреобразование и пульсации во входовой зоне каналов при экструзии, вторичные течения в ротационных приборах и т. д. [c.160]

Данная работа посвящена проведению корреляции вязкостных характеристик расплавов пММА марки Да рил-2М при использовании комплекса капиллярных приборов ИИРТ, РКВ и ЛЭР (интервал напряжений сдвига составил 10—ЮШа). Используемые приборы имели капилляры диаметром 2 и длиной 50 мм, что позволяло не учитывать входовые эффекты течения [3]. Исследования проводили при температуре 483°. [c.82]

Теоретические методы расчета каждого из этих эффектов еще не разработаны. Поэтому приходится ограничиваться экспериментальным определением суммарной величины входового эффекта . Обычно пользуются распространенным в классической гидродинамике методом, по которому строится график зависимости перепада давлений от параметра LID. Данные для построения этого графика получают путем экспериментального определения потерь давления, возникающих при постоянной величине расхода в опытах с прямой трубой, длину которой можно произвольно изменять. Экстраполируя полученную кривую до нулевого давления, определяют величину входового эффекта, который выражается числом диаметров, на которое надо удлинять трубу при расчете. [c.65]

С увеличением эластичности жидкости входовой эффект должен увеличиваться. Так, например, величина входового эффекта при градиенте скорости 10 сек.- у 2%-ного раствора напалма в толуоле 1 (очень эластичная жидкость) составляет 110 LID, в то время как у расплава полиэтилена (слабо эластичная жидкость) эта величина равна 4,8 LID. [c.65]

В области неньютоновского течения, соответствующей несколько более высоким градиентам скорости, входовой эффект может быстро увеличиваться с ростом градиента скорости, так как одновременно резко увеличивается и степень ориентации молекул. Все эти эффекты очень наглядно продемонстрированы на рис. 1,13. При очень высоких градиентах скорости величина входового эффекта должна стремиться к некоторому постоянному значению, соответствующему достижению предельной степени деформации и ориентации молекул полимера. К такому же выводу можно прийти, анализируя график, представленный на рис. 1,13. Однако входовой эффект перестает зависеть от градиента скорости значительно раньше, чем достигается полная ориентация молекул полимера. Причина наблюдающейся стабилизации входового эффекта при градиенте скорости порядка 103 сек.- в настоящее время еще не установлена. [c.66]

Входовой эффект, оцениваемый величиной LID или LIR, по-видимому, не зависит от абсолютного размера трубы, особенно при его изменении в два-три раза i . [c.66]

При течении дилатантных систем величина потерь входа сильно зависит от геометрии входа, что не наблюдается при течении псевдопластичных материалов. Величина входовых потерь достигает большого значения у концентрированных суспензий. Так, экспериментально установлено , что входовый эффект составляет в отдельных случаях 325 диаметров. При течении дилатантных систем величина входовых эффектов не зависит от градиента скорости. [c.66]

В приборах капиллярного типа всегда наблюдаются входовые эффекты. При исследовании расплавов полимеров обычный метод исключения входового эффекта состоит в определении зависимости расхода от давления для капилляров различной длины. По кривым зависимости перепада давлений от длины капилляра (при постоянных значениях расхода), экстраполируя эти кривые до нулевого перепада давлений, можно определить величину поправки и рассчитать эквивалентную длину. [c.81]

Если не принимать во внимание суш,ествование входового эффекта и пренебречь поправкой, учитывающей разницу в величине L/R, рассчитывая L по методу, изложенному на стр. 295—296, то величина L=8,04 см. Ошибка при этом составляет более 50%. [c.299]

При обработке результатов входовые эффекты не учитывались. [c.609]

Временная релаксация 26 Входовые эффекты 34, 64, 66, 297, 298 [c.738]

В данной главе приводятся реологические характеристики термопластов, выпускаемых отечественной промышленностью. Представлены зависимости эффективной вязкости и напряжения сдвига от градиента скорости при разных температурах. Реологические характеристики получены методом капиллярной вискозиметрии на приборе КВПД-2 с учетом входовых эффектов. [c.79]

Здесь Q — объемный расход — выход расплава в единицу времени п — поправка, учитывающая так называемый входовый эффект, возникающий вследствие разрушения структуры расплава и накапливания высокоэластической деформации на входе в капилляр. Дополнительные потери энергии на этом участке можно оценить длиной капилляра, вызвавшего равноценные потери энергии. Длину эту приня- [c.53]

Значения т, оцененные из геометрических характеристик капилляра, а также перепада давления АР в процессе течения, должны быть скорректированы на так называемые входовые эффекты . Дело в том, что истечение жидкости из вискозимефического [c.168]

Вычитая входовой эффект из наблюдаемого перепада давления получают кривую течения для капилляра бесконечной длины. Такая кривая соответствует нижней линии на рис. 7. Этот метод был предложен Меррингтоном в 1943 г., хотя впервые поправка на входовой эффект была введена Куэттом еще в 1890 г. [c.34]

Выше мы отмечали, что во всех полимерных расплавах существует пространственная структура, образованная вторичными (ван-дер-ваальсовыми) связями. Еще раз оговоримся, что, несмотря на наличие этих связей, расплав полимера является истинной жидкостью в том смысле, что даже самые малые напряжения сдвига вызывают необратимую деформацию — течение. Однако при этом вязкость расплава очень велика. Существование пространственной структуры, образованной физическими связями, не препятствует этому течению, поскольку процесс разрушения связей под воздействием теплового движения молекул протекает достаточно быстро. Поэтому при малой скорости деформации расплавы не обнаруживают никаких эластических свойств, ибо скорость релаксации высокоэластических деформаций выше скорости их накопления. Входовые эффекты, соответствующие малым скоростям деформации, оказываются настолько малы, 86 [c.86]

Наличие входовых эффектов равносильно тому, что эффективная длина капилляра как бы увеличивается на mR, поэтому Xj =RAp/2 (L- -mR) = Ap/2 (L/R- -m). Если принять, что определяемая т. обр. величина t/j однозначно связана с Z>, то при D = onst должна выполняться линейная зависимость Ар от L/R. Поэтому значение т можно определить, построив график зависимости Ар от LjR. Этот метод определения т. предполагает проведение измерений на нескольких капиллярах с различными отношениями LjR. Простейший прием учета входовых потерь требует использования двух капилляров разной длины ( 1 и L ), но одинакового радиуса, причем длина более короткого из них должна быть больше Lj. Измерения на обоих капиллярах должны производиться при одинаковых расходах или пересчитываться на одинаковые расходы. Тогда [c.234]

При течении среды происходит тиксотроппое разрушение (изменение) ее структуры. Это особенно существенно для конц. дисперсных систем, у к-рых при постоянной скорости сдвига стационарное состояние иногда достигается только после огромной деформации (большие длительности деформирования). Исключение этого эффекта, как и исключение входовых эффектов, в принципе производится применением капилляров достаточно большой длины и использованием для расчета вязкости перепада давления на тех участках, где градиент давления по длине канала м. б. принят постоянным. Исходя только из опытов с капиллярами разной длины, эффекты входовых потерь и тиксотропного разрушения структуры системы различить практи 1ески невозможно. Предварительное деформирование системы на высоких скоростях сдвига может существенно облегчить достижение стационарного состояния при ее течении в капилляре. [c.234]

В насгоящей работе рассмотрены вязкостные, прочностные и термомеханические свойства смесей полиметилметакрилата (пММА) с сополимером метилметакрилата и бутилакрилата (ММА—БА). Для исследований использовали промышленный образец пММА марки Дакрил (молекулярная масса 1-10 , индекс расплава при 190°С — 1,6 г/10 мин.). В качестве модификатора вязкостных и механических свойств пММА использовали сополимер ММА—БА состава, % 60 ММА, 40 БА (характеристическая вязкость в ацетоне при 25° С составляет 0,25 индекс расплава при 100°С—1,2 г/10 мин.). Необходимые для исследований смеси готовили на лабораторном экструзионном реометре (ЛЭР) [7]. Для этого смеси образцов сополимер ММА — БА и пММА, взятых в определенных соотношениях, загружали в ЛЭР и перемешивали со скоростью 12 об/мин при 2Ю°С. Вязкость расплавов оценивали методом капиллярной вискозиметрии с помошью приборов ИИРТ и ЛЭР. Для измерений вязкостей использовали капилляры с отношением длины к радиусу 30—35, что позволило не учитывать входовый эффект 8]. Величину ударной вязкости пММА и его смесей с сополимером — модификатором определяли по ГОСТ 4647—69 на образцах, полученных экструзией и отлитых на литьевой машине в виде брусков размером [c.77]

Очевидно, что применение уравнений, выведенных для области 3, ко всей трубе без учета начального участка приведет к определенным ошибкам. Известен эмпирический метод введения поправки на входовые эффекты, рассмотренный ниже в разделе (а). Используя этот метод, можно исключить влияние отношения (L/D) трубы при расчете вязкости по полному перг-паду давления. [c.98]

В области установившегося течения скорость сдвига У стенки трубы может быть подсчитана по уравнению (3-31), если известно напряжение сдвига т ,. Следовательно, задача об определении поправки на входовые эффекты в основном сводится к нахождению истинной величины по результатам измерений скорости течения и перепаду давления. Это можно сделать по методу Бэгли 2, рассмотренному ниже. [c.101]

Рис. 31. Кривые течения для 2%-ных растворов карбоксиме-тилцеллюлозы1з. Поправка на входовые эффекты исключает влияние отношения ЦВ.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология