Реологические силы

Деформационная способность полимерных материалов, обусловленная полностью обратимым изменением валентных углов и межатомных расстояний в полимерном субстрате под действием внешних сил, характерна для проявления упругих свойств. Температура, ниже которой полимерное тело может деформироваться под действием внешних сил как упругое, называется температурой хрупкости Гхр. Действие внешних силовых полей может быть представлено (рис. 3.3, а) как всестороннее сжатие, сдвиг и растяжение. Вместе с тем всякая конечная деформация полимерного материала проявляется, с одной стороны, как деформация объемного сжатия (или расширения), характеризующая изменение объема тела при сохранении его формы (дилатансия), а с другой, - как деформация сдвига, характеризующая изменение формы тела при изменении его объема (см. рис. 3.3, 5). В связи с этим реологическое уравнение состояния должно описывать как эффекты, связанные с изменением объема деформируемого тела, так и влияние напряжений на изменение его формы. В общем случае деформация проявляется в двух видах как обратимая и как необратимая. Энергия, затрачиваемая на необратимую деформацию, не регенерируется. [c.127]

Уравнения (2.3) и (2.4) являются незамкнутыми. Помимо неизвестных функций р,- и щ они содержат члены Зц, 1,1 и которые не выражены через указанные функции. Поток массы характеризующий кинетику фазового пере сода, может быть определен только при совместном решении уравнений гидродинамики и уравнений тепло- и массообмена, рассмотрение которых не входит в задачу данной главы. Напротив, тензор поверхностных сил в фазах 2,- и сила межфазного взаимодействия являются чисто гидродинамическими параметрами. Их определение означает, по существу, формулировку реологических уравнений состояния для исследуемой смеси и представляет собой основную и наиболее сложную проблему при моделировании двухфазных течений. [c.60]

Реология — наука о деформациях и течениях материалов под действием внешних сил. Ее методы могут быть использованы для изучения структуры и свойств эмульсий. Слабо концентрированные эмульсин ведут себя подобно простым жидкостям. С увеличением концентрации эмульсии частицы дисперсной фазы начинают взаимодействовать друг с другом, флокулируют, могут образовывать пространственные структуры и агрегаты. Это приводит к изменению вязкоэластичных свойств эмульсий. Однако реологические свойства эмульсий определяются не только их концентрацией. В работе [2] приводятся следующие основные составляющие эмульсии и связанные с ними факторы, которые могут влиять на ее реологическое поведение. [c.12]

Механические — составляют наиболее обширную группу методов исследования граничных слоев жидкости, так как их механические свойства непосредственно связаны со строением аномальных слоев и действующими на них молекулярными силами. Именно из-за тесной связи со структурой механические (реологические) параметры получили в физико-химической механике название структурно-механических. [c.73]

Предельное напряжение сдвига т. е. наименьшее значение напряжения сдвига, соответствует уравновешиванию внешней силы пластической прочностью структуры и определяется отрезком, отсекаемым реологической кривой У = / (Р) на оси Р. Для различных нагрузок на конус получаются кривые, сходящиеся [c.38]

Растяжимость (дуктильность) битума характеризуется расстоянием, на которое его образец можно вытянуть при определенных условиях в нить до разрыва. Дорожные битумы должны иметь растяжимость более 50 см. Вязкость битумов наиболее полно характеризует их консистенцию при различных температурах применения. При максимальной температуре применения вязкость должна быть как можно выше. Поведение битумов под действием внешних деформирующих сил определяется реологическими свойствами (упругостью, пластичностью, ползучестью и прочностью). Эти свойства значительно изменяются при нагревании и охлаждении. В некоторых случаях в битумы добавляют пластифицирующие вещества (тонкоизмельченные отходы резины), повышающие его растяжимость и эластичность при низких температурах и замедляющие старение. [c.398]

После снятия нагрузки вязкая среда остается в том же состоянии отсутствуют источники энергии, способные вызывать дальнейшую обратимую (хотя бы частично) ее деформацию. Под влиянием нагревания или растворяющих (пластифицирующих) веществ один и тот же полимер может приобретать свойства, характерные для каждой реологической группы. Изменения формы и размеров полимерного материала, происходящие под влиянием внещних сил, называются деформацией. [c.126]

При прочной связи частиц в структуре на первом участке течение может не наблюдаться, т. е. он сливается с осью т. В этом случае г11==оо и от полной реологической кривой остается только участок пластического течения. В дополнение к параметрам тс и т) такая система характеризуется предельным статическим напряжением сдвига — минимальным напряжением, при котором у отлично от нуля. Следует иметь в виду, что для суспензий это довольно условная характеристика, она зависит от сил сцепления частиц со стенками рабочего зазора вискозиметра и определяется приближенно из-за плавного перехода от 7=0 к у=фО. [c.180]

Силы поверхностного натяжения и реологические силы были уже частично рассмотрены в разделе 7.1. Необходимо отметить, что иногда при составлении баланса сил, действующих на формующуюся нить, силами поверхностного натяжения пренебрегают из-за их небольшой абсолютной величины. Однако такой подход вряд ли оправдан, если учесть, что формующаяся нить не является единым сплошным твердым телом, а состоит из жидкой и твердой частей, н что эти силы сосредоточены на малой поверхности, и вызываемые ими напряжения могут достигать такой величины, которая вызовет необратимую деформацию и обрыв жидкой части нити. Необходимо также иметь ввиду, что силы поверхностного натяжения а возрастают с уменьшением радиуса нити R в соответствии с известным выражением [c.240]

Остановимся теперь подробнее на методах определения реологических соотношений для составляющих силы межфазного взаимодействия и на полученных в этом направлении результатах. [c.64]

Если в результате потери дисперсной системой устойчивости при агрегации и/или седиментации частиц и последующей коалесценции происходит ее разделение на макрофазы, то можно говорить о полном разрушении, гибели , дисперсной системы. Однако во многих случаях процесс ограничивается лишь соприкосновением частиц, причем силы сцепления между ними уже противостоят тепловому движению. Такому переходу от свободно-дисперсного к связно-дисперсному состоянию отвечает образование пространственной сетки частиц—структуры, наделенной новыми по сравнению с исходной свободно-дисперсной системой свойствами — структурно-механическими (реологическими) свойствами, т. е. способностью сопротивляться приложенным механическим воздействиям в ходе формоизменения, течения, разрыва и т. п. иными словами, дисперсная система приобретает свойства материала. [c.302]

Исходя из коллоидных свойств смолисто-асфальтеновой части нефтей, в которых асфальтены диспергированы в мальтенах, т. е. в углеводородно-смолистой среде, пытаются объяснить такие важные свойства технических битумов, как вязкость и реологические свойства [18]. При этом исходят из положения, что коллоидные системы определенной структуры подчиняются строгим закономерностям, в силу которых вязкостные и реологические свойства, а следовательно, и физико-механические эксплуатационные свойства битумов определяются формой, размером и концентрацией частиц, образующих ту или иную коллоидную систему. [c.76]

Под влиянием внешних сил ССЕ как лабильное образование изменяет свою форму — деформируется. Внутренние силы упругости (силы сцепления), стремящиеся вернуть ССЕ первоначальную форму, обусловливают ее собственную механическую прочность. Механические свойства НДС (вязкость, пластичность, прочность и др.) непосредственно связаны со структурой ССЕ, поэтому такие свойства чаще называют структурномеханическими или реологическими. [c.127]

Важной реологической характеристикой вязкоупругой среды является время релаксации упругих деформаций (время восстановления формы) =т]/0. В отсутствие внешних сил упругая деформация такого материала уменьшается во времени I под влиянием внутренних напряжений по закону [c.153]

Реологический эксперимент является важным источником сведений о структуре, взаимодействии частиц и состоянии их поверхности. Вычисление характеристик дисперсной системы из данных реологического эксперимента, как и решение обратной задачи —расчета параметров течения системы на основе данных о поверхностных свойствах частиц,—требует знания иаиболее распространенных методов проведения реологического опыта, расчетных соотношений и их возможностей. Обычно задается (или измеряется) скорость сдЕИга 7 = г /L (рис. УП.21) и сила сопротивления среды Р, показанная на рисунке пружиной. [c.214]

Реология битумов изучена недостаточно. Основными показателями, при исследовании реологических свойств дорожных битумов в диапазоне температур приготовления и укладки смеси, а также эксплуатации покрытия от -60 до +180 С являются вязкость и деформативные характеристики битумов. Поведение битумов под действием внешних деформирующих сил определяется комплексом механических свойств, которые можно изучать, руководствуясь работами П.А.Ребиндера[93], [c.36]

Дисперсные системы имеют две фазы мелко раздробленную дисперсную фазу и дисперсионную среду. Состав системы определяет величину сил, действующих между частицами, так как он влияет на потенциал и толщину двойного слоя. Силы взаимодействия между частицами, а также их концентрация, определяют структуру дисперсной системы и, следовательно, ее реологические свойства. [c.80]

Силу трения для взвешенных твердых частиц (псевдоожиженные системы) можно определить с помощью вискозиметра. Соотношение между неупругой деформацией (течением) тела и силой, вызывающей эту деформацию, называется реологической характеристикой тлла. При действии касательных сил в теле возникает сопротивление, так называемое тангенциальное напряжение. Целью реологических измерений является установление связи между скоростью и напряжением сдвига. [c.228]

Для псевдоожиженного слоя характерно сложное взаи.чодействие различных сил трения между соседними частицами, движущимися с различными скоростями, статических адгезионных сил взаимодействия между частицами, гравитационных, а также силы лобового сопротивления потоку ожижающего агента. Влияние гравитационных сил и силы лобового сопротивления, действующих на твердые частицы, изучено достаточно хорошо. Роль сил трения, статических адгезионных сил взаимодействия между частицами (т, е. реология) в псевдоожиженном слое изучена слабо число публикаций, посвященных реологическим свойствам псевдоожиженных систе.п, весьма невелико. [c.228]

Натяжение нити в шахте складывается из действия следующих сил /грав — гравитационная сила, определяемая весом нити эта величина при расчете на нить в 10 текс не превышает 50 дин [ ин — ИНСрЦИОННвЯ СИЛЗ, определяемая тем ускорением, которое задается массе раствора полимера в шахте. Если формование проходит с фильерной вытяжкой 100% (т. е. скорость приема готовой нити в 2 раза превышает скорость подачи раствора), то для нити в 10 текс инерционная сила при скорости 600 mImuh не превысит 10 дин /реол — реологическая сила, определяемая вязкими свойствами раствора и градиентом скорости жидкой нити. Расчет этой силы сложен из-за того, что необходимо знать функцию вязкости от расстояния, пройденного нитью от выхода из фильеры. Ориентировочно эту силу можно оценить для указанных выше условий и при исходной вязкости раствора 1000 пз как равную 10 дин /аэро — аэродинамическая сила, возникающая из-за сопротивления воздуха. Если принять те предположения, которые были использованы Зябицким 3 при анализе аэродинамического сопротивления движущейся нити для формования синтетических волокон в шахте, то можно найти, что сила сопротивления воздуха для заданных выше условий составляет примерно 102 [c.256]

Твердое тело при действии ограниченной по величине силы деформируется упруго, т. е. при снятии напряжения деформация исчезает. Величина деформации пропорциональна деформирующему усилию. Коэффициент пропорциональности (податливость) и обратная ему величина (упругость) и являются реологическими характеристиками материала в пределах таких деформирующих усилий, которые не превышают прочности материала. [c.179]

Реологическая с ii л а, возникающая при растяжении жидкой струи у выхода из фильеры и зависящая от вязких свойств прядильного раствора. Ее расчет, по-видимому, очень сложен. Можно лишь утверждать, что она возрастает с увеличением эффективной вязкости прядильного раствора и с увеличением скорости формования (нри постоянной скорости истечения раствора). В работе Бринегера и Эпштейна была произведена оценка реологической силы как разности между фактической (измеренной) силой натяжения нити и суммой сил инерции и трения, полученной расчетным путем. Для волокна, формуемого из 10— 15%-ного раствора гексаметилентерефталамида (6-Т) в концентрированной серной кислоте и состоящего из 4100 филаментов по 0,17 текс каждый, эта сила колебалась от 75 гс при скорости формования 10 м/мин до 175 гс при скорости формования 35 м/мин, в то время как общее натяжение нити изменялось в тех же условиях приблизительно от 100 до 350 гс. К сожалению, в этой работе не приводятся реологические характеристики раствора полимера, но на основании косвенных данных можно полагать, что эффективная вязкость таких растворов на 1—1,5 десятичных порядка выше, чем вязкость прядильных растворов ксантогената целлюлозы. Если, исходя из этих данных, произвести пересчет на условия формования вискозных нитей, описанные в работе то при максимальной скорости формования 35 м/мин реологическая сила окажется равной приблизительно 1—2 гс на нить, что составляет очень небольшую величину по сравнению с общим натяжением нити около 50—70 гс (при пути в ванне 100 см). [c.183]

На реологические свойства коллоидных систем, помимо концентрации дисперсной фазы в системе, сильно влияют и такие факторы, как природа дисперсной фазы, дисперсионной среды и присутствующего стабилизатора, поскольку именно от этих факторов зависит эффективность молекулярных сил, действующих, с одной стороны, между частицами дисперсной фазы, а с другой — между частицами и растворителем. [c.314]

Реологические свойства дисперсных систем в значительной степени зависят от агрегатного состояния и свойств дисперсионной среды. Однако наличие дисперсной фазы может существенно изменять эти свойства под влиянием сил сцепления между частицами дисперсной фазы и их взаимодействия с дисперсионной средой. По интенсивности указанных взаимодействий среди [c.428]

В соответствии с взглядами, изложенными в гл. I, в общем случае могут существовать четыре состояния нефтяных дисперсных систем в зависимости от температуры обратимо структурированные жидкости молекулярные растворы необратимо структурированные жидкости твердая пена. Процессами физического и химического агрегирования можно управлять изменением следующих факторов отношения структурирующихся компонентов к неструк-турирующимся, температуры, времени протекания процесса, давления, растворяющей силы среды, степени диспергирования ассоциатов применением механических способов, электрических и магнитных полей и др. В результате действия этих факторов происходят существенные изменения — система из жидкого состояния переходит в твердое, и наоборот. Все эти стадии могут быть исследованы реологическими методами путем центрифугирования, седиментации, а также оптическими, электрическими и другими методами. [c.138]

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]

Полученные уравнения сохранения принципиально не отличаются от уравнений (2.3) (2.4). Однако усреднение микроскопических" реоло гических соотношений позволяет получить конкретные выражения для среднего тензора эффективных напряжений в дисперсной смеси 2 и средней силы межфазного взаимодействия Д .д. При этом оказывается, что макроскопические реологические соотношения, получаемые [c.69]

Известно, что нет принципиальной разннны в реологических свойствах реальных жидкостей и твердых тел. Объясняется это тем, что те и другие представляют собой конденсированное состояние вещества, характеризуемое высокой плотностью упаковки атомов и молекул и малой сжимаемостью. Жидкости и твердие тела имеют практически одинаковую природу сил сцепления, которые зависят только от расстояния между частицами. Еще Максвеллом (более 100 лет назад) было выдвинуто представление о механических свойствах тел как о ненрерывном ряде переходов между идеальными жидкостью н твердым телом. Механические свойства были смоделированы с помощью последовательного соединения элементов Гука и Ньютона (рис. VII. 5). Модель получила название модели Максвелла. [c.360]

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 прп 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, вызваннымп сдвигающими силами, в то время как частотная зависимость динамической вязкости проистекает главным образом от релаксации сетчатых структур, образованных частицами в среде . [c.223]

Вследствие того, что ван-дер-ваальсовы силы достаточно слабы, для реологических свойств становятся важными энтропийный фактор и стерические препятствия межмолекулярным взаимодействиям. [c.52]

Следует иметь в виду, что представления о структуре материала основаны на закономерностях взаимодействия компонентов данного материала. В коллоидной химии изучаются составы, имеющие два основных компонента, точнее, две фазы дисперсную фазу (чаще всего в виде мелких твердых частиц) и дисперсионную среду (обычно жидкость, содержащую различные растворенные вещества). Состав системы определяет величину сил, действующих между частицами (так как от него зависят потенциал и толщина двойного слоя, а также толщина и состояние адсорбционного слоя поверхностно-активного вещества или полимера). Межчастичные силы и концентрация частиц, а часто и предыстория определяют, в свою очередь, структуру дисперсной системы и, следовательно, ее реологические свойства, поэтому, приступая к изучению реологических свойств, необходимо хотя бы в общих чертах познако- [c.151]

Ньют [27] исследовал реологическое поведение смесей битумов с минеральными порошками. Свои измерения он проводил прн длительном статическом нагружении, используя различные битумы и один и тот же минеральный порошок. Для описанных условий эксперимента автор установил соотношение между вязкостями битумноминеральной смеси и ненаполненного битума. Ньют указывает, однако, что возможно влияние химических свойств связующего на реологические свойства битумно-минеральной смеси. Здесь следует иметь в виду те свойства, которые влияют на силы адгезии битумов к поверхности минерала. [c.150]

Рассмотрим конкретный практический пример ламинарного смешения. Жидкий компонент вводят в смеситель, содержащий расплав полимера в форме капель микроскопических размеров. Мы утверждаем, что то, что произойдет с каплями в потоке жидкости в начальной стадии смешения, не зависит от смешиваемости компонентов. Это объясняется тем, что при быстром растворении образуется тонкий (в лучшем случае) пограничный слой. Постепенно капли де формируются, подвергаясь воздействию локальных напряжений.. Поле напряжений неоднородно, поскольку компоненты смеси имеют различные реологические свойства (как вязкость, так и эластичность). Влияние поверхностного натяжения несущественно (соответственно несущественно и наличие или отсутствие четких границ раздела), Вязкие силы превышают поверхностное натяжение По мере деформации капель и увеличения площади поверхности раздела степень смешиваемости двух компонентов начинает играть все возрастающую роль. Для смешиваемых систем внутренняя диффузия способствует достижению смешения на молекулярном уровне, а в случае несме-шиваемых систем — вводимый компонент дробится на мелкие домены. Эти домены вследствие вязкого течения и под воздействием сил поверхностного натяжения достигают состояния, характеризуемого постоянной величиной деформации. Таким образом, для несме-шиваемых систем смешение начинается по механизму экстенсивного смешения и постепенно переходит в гомогенизацию. Морфология доменов, образующихся как в смесях, так и в сополимерах, является предметом интенсивных исследований [19]. [c.388]

Таким образом, данные неньютоновской вязкости могут быть качественно интерпретированы на основе теории ДЛВО, количественные же соотношения между величиной сил взаимодействия и реологическими параметрами все еще не установлены. [c.254]

При использовании в качестве надпакерных жидкостей в нагнетательных скважинах растворов на водной основе поверхность металла труб должна быть надежна защищена от контакта с водной фазой. Такая защита может быть обеспечена за счет гидрофо-бизации этой поверхности. При этом на поверхности металла искусственно создают адсорбированный слой поверхностно-активного вещества (гидрофобизатора), с которым капли воды образуют тупые краевые углы смачивания. Как известно, пленка жидкости, образующаяся на смачиваемой поверхности, состоит из двух слоев так называемого пограничного, в котором жидкость находится в квазитвердом состоянии и отличается от исходной своими физикохимическими и реологическими свойствами, и основного. Причем для каждой жидкости абсолютные значения толщины этих слоев и их соотношение изменяются в зависимости от интенсивности действия адгезионных сил на поверхности, а также от химической и физической структуры молекул самой жидкости [58]. [c.42]

Оценка смазочных свойств образцов исследования производилась по толщине граничного слоя (ГС), образующегося в системе масло -металлическая поверхность Необ.ходимость в подобных исследованиях возникла в силу того, что режим смазки, имеющий место в подшипниках скольжения, определяет не только объемные реологические свойства смазочного материала, но и свойства, обусловленные специфическим взаимодействием масла и твердого тела [69]. Наилучшие антифрикционные свойства узла трения обеспечиваются в случае, если ГС - слой жидкости с аномально-высокими структурно-механическими свойствами - является твердообразным и превышаепг размеры микронеровностей поверхностей трения [c.82]

Необходимо также тщательно контролировать наружный диаметр трубки, не только потому, что он влияет на однородность толщины изделия, но и еще по двум причинам. Во-первых, ширина дна изделия (яОз,готовкц/2) не должна превышать диаметр формы, иначе будут возникать препятствия смыканию формы. Во-вторых, если изделие имеет ручку, то половина диаметра дна должна быть больше расстояния от изделия до внешнего края ручки, поскольку формирование ручки происходит до заметного растяжения заготовки в радиальном направлении. Вследствие колебаний объемного расхода при экструзии заготовки и действия силы тяжести диаметр и толщина заготовки вдоль оси оказываются неодинаковыми. Более того, эти параметры очень трудно контролировать и практически невозможно точно предсказать, используя результаты основных реологических измерений. Поэтому для практических целей приходится использовать приближенные методы расчета. [c.578]

Кроме сил вязкого и упругого сопротивления деформированию ряду материалов присуща способность оказывать сопротивление, подобное силе внешнего (статического) трения. Этот тип сил возникает при скольжении прижатых друг к другу плоских тел. Согласно закону Амонтона сила внешнего трения не зависит от скорости движения, т. е. выражается реологическим законом Тс= =сопз1. [c.153]

Особенность газа как реологического объекта в том, что он может существовать только н напряженном состоянии—при действии внешней силы (давления Р), ограничивающей его объем. Реологическое состояние газа в. большей мере отражается не деформацией (изменением формы или объема), а интегральной по отношению к ней величиной-объемом V. Прн этом ура1зиение состояния газа PV = nRT является одновременно и уравнением реологического состояния. Величину tiRT ( —число молей, Т — температура газа, газовая постоянная) следует рас- [c.179]

При кратковременном действии сил реологические свойства тела Максвелла и Кельвина обращаются первое ведет себя как упругий материал, а второе как вязкая жидкость. Это обусловлено тем, что за малое время в первом не успевают развива1ься остаточные де( )ормации, пропорциональные времени, а во втором из-за малости деформации несуществен вклад упругих сил в общее сопротивление. [c.185]