Тиксотропные среды

Месители с конической мешалкой. Некоторые псевдопластичные или тиксотропные среды нельзя обрабатывать обычными лопастями, так как даже медленно движущиеся лопасти лишь образуют полость в объеме материала. Чтобы вызвать достаточное напряжение сдвига и перемещение массы, надо удерживать материал в непосредственной близости от рабочих поверхностей, вызывающих сдвиг и транспортирующих массу. Необходимые условия достигаются при использовании вращающегося конуса, представленного на рис. 11-51. Полые усеченные конусы внутри несут узкие лопатки, идущие вдоль образующей конуса, а иногда выступающие за плоскости оснований конуса, если нужно энергичное смешивание. Эти внутренние лопатки, во-первых, обеспечивают вращение смешиваемого материала, заполняющего конус, вместе с конусом, а во-вторых, создают сдвигающие усилия. Центробежная сила прижимает материал к внутренней поверхности конуса и перемещает материал вдоль этой поверхности от меньшего сечения конуса к большему. Сдвигающее усилие возникает вдоль внутренней кромки лопаток и на их концах, где материал входит и выходит из конуса. Два конуса можно устанавливать большими сечениями друг к другу, чтобы создавать общее движение материала от поверхности и от дна сосуда к середине илн, наоборот, меньшими сечениями друг к другу, чтобы перемещать материал из средних слоев к поверхности и ко дну аппарата. [c.147]

Тиксотропия объясняется разрушением структуры материала при его деформации [30]. Для истинно тиксотропных систем характерен гистерезис свойств (рис. 3.3). При продолжительном действии деформаций тиксотропные среды приобретают реологические свойства, не зависящие от времени. Тиксотропия напоминает псевдопластичность, когда временем, необходимым для связывания частиц, пренебрегать нельзя. [c.109]

Тиксотропия является обратимым процессом, и после снятия нагрузок структура жидкости постепенно восстанавливается. Всем знакомыми примерами тиксотропных сред являются маргарин и кефир. Маргарин, например, было бы очень трудно размазать ножом по хлебу при комнатной температуре, если бы его структурная вязкость не уменьшалась при сдвиговых воздействиях под действием ножа [218]. Часто кефир удается вылить из бутылки только после встряхивания, разрушающего его структуру. [c.92]

Опыт реологии тиксотропных сред показывает, что в ряде случаев экспериментальное определение их реологических параметров затрудняется невозможностью поддержания стационарных режимов течения. Так, при постоянном числе оборотов двигателя вискозиметра величина измеряемого касательного напряжения может меняться во времени достаточно сложным образом. Качественное описание этого эффекта приведено в [35]. Аналогичные осложнения возможны и в случае капиллярного вискозиметра, что, в частности, подтверждается опытами по исследованию колебательных режимов истечения полимерных растворов из капилляра [229]. Это явление в научной литературе получило название эластичной турбулентности. Для его объяснения привлекалась гипотеза проскальзывания жидкости у стенок вискозиметра или капилляра [46]. Высказывалось также предположение о том, что причиной возникновения эластичной турбулентности являются происходящие в процессе течения структурные перестройки [290]. [c.214]

В данном разделе проводится анализ устойчивости движения колонны труб при проведении спускоподъемных операций. Поскольку применяемые в бурении глинистые и цементные растворы являются тиксотропными средами, то при постановке задачи учитывается зависимость вязкости жидкости от концентрации разрушенных связей. [c.224]

Тиксотропный процесс не вполне обратимого изменения свойств смазочных материалов в результате их деформирования необходимо четко отличать от феномена аномалии вязкости. В первом случае изменение реологических характеристик происходит и при постоянной скорости деформирования. Кроме того, как правило, процесс разрушения растянут во времени. Изменение же вязкости при переходе к меньшей или большей скорости течения — процес синхронный. О тиксотропных превращениях в смазке следует судить по изменению ее упруго прочностных, а не вязкостных характеристик. Последние в основном определяются вязкостной составляющей (вязкость дисперсионной среды), которая не меняется даже при длительном и интенсивном деформировании смазки. [c.275]

Тиксотропное структурообразование — это самопроизвольный процесс, протекающий в изотермических условиях тиксотропные связи обратимы, они восстанавливаются в результате сближения дисперсных частиц (волокон, лент) на расстояние действия межмолекулярных сил при тепловом движении в жидкой среде без термической обработки. [c.669]

НЫХ структур. Разрушение структуры выражается в разрыве контактов между частицами диснерсной фазы, а ее тиксотропное восстаповление — в возобновлении этих контактов благодаря подвижности среды и броуновскому движению частиц. Восстановление структуры обычно контролируется по [c.369]

Кроме ограниченной прочности структурной сети необходимым условием тиксотропных свойств является наличие в дисперсной системе свободного от частиц объема среды, С точки зрения взаимного положения частиц на потенциальной кривой парного взаимодействия разрушение структуры означает их удаление на расстояние большее, чем радиус действия сил притяжения (чем Ад на рис. VII. 11). [c.195]

Специфическим свойством коагуляционных структур является их способность к тиксотропным превращениям, т. е. к изотермическому переходу гель < золь. Сущность этого явления состоит в том, что разрушенные при наложении сдвигающего усилия связи между частицами геля могут восстановиться и вновь образовать структуру. Из других свойств гелей следует отметить способность к ползучести — медленному течению без заметного разрушения пространственной структуры — и синерезису — постепенному уплотнению структуры геля, сопровождающемуся выделением дисперсионной среды из петель сетки. [c.475]

В тиксотропных структурах можно выделить три подструктуры структурированные жидкости, малопрочные и прочные твердообразные структуры. Отличительные признаки этих структур связаны с особенностями реологической кривой течения либо вязкости. Подструктурам отвечает также соответствующая степень наполнения дисперсной фазой дисперсионной среды и свой характер взаимодействия между частичками дисперсионной среды и дисперсной фазы. [c.140]

Если между частичками дисперсной фазы и дисперсионной среды нет взаимодействия и наполнение ее мало, то процесс/гечения фактически будет определяться свойствами дисперсионной среды, а само течение будет называться молекулярным. Указанное течение происходит в полярных жидкостях, жидкостях с небольшим заполнением дисперсной фазой. С ростом ф система переходит вначале в структурированную жидкость, а затем в твердообразную структуру. При этом вязкость смеси меняется не только за счет возрастания ф, но и за счет изменения а вследствие образования тиксотропных подструктур. Взаимодействие между дисперсной фазой и дисперсионной средой может выражаться в образовании первичной и вторичной тиксотропных структур. Вторичная структура представляет образование вокруг [c.140]

Когда концентрация дисперсной фазы, а следовательно, и прочность коагуляционной структуры, превышает некоторый предел, механическое ее разрушение перестает быть обратимым. Оно уже не сопровождается тиксотропным восстановлением при наличии коллоидной фракции. Такие разрывы происходят внутри пластично-вязкой среды, они не сопровождаются нарушением сплошности, спонтанная тиксотропная восстанавливаемость структуры сохраняется. При дальнейшем снижении содержания жидкой дисперсионной среды — переход к пластичным пастам (формирующимся керамическим массам) — прочность дисперсной структуры может восстанавливаться после разрушения, но только в условиях пластической деформации под напряжением, когда обеспечивается истинный контакт по всей поверхности разрыва. [c.185]

Особенно много воды извлекается из пласта после временных остановок добывающих скважин, что происходит довольно часто по многим причинам. При остановке скважины градиенты давления в районе скважины уменьшаются, уменьшаются напряжения сдвига в пористой среде, отчего происходит тиксотропное упрочнение структуры с резким увеличением эффективной вязкости нефти. Но вязкость воды при таких остановках скважин остается неизменной, так как вода — ньютоновская жидкость. После пуска скважины в работу из нее длительное время поступает водонефтяная смесь с более высоким содержанием воды, чем до остановки скважины. И лишь через более или менее значительный промежуток времени содержание нефти в добываемой жидкости достигает первоначальной величины. [c.90]

Расчеты показывают, что на деформацию капель и струек аномально-вязкой нефти из-за тиксотропного упрочнения структуры и увеличения из-за этого вязкости затрачивается работа, соизмеримая с работой на преодоление капиллярных сил. Капиллярные давления при движении несмешивающихся фаз через пористую среду считаются одной из главных причин неполного и замедленного вытеснения нефти. Но оказывается, что дополнительные сопротивления движению, обусловленные аномалиями вязкости нефти, соизмеримы с действием капиллярных сил. [c.91]

При вытеснении водой нефти, содержащей всего 0,44% мае. Oj коэффициент вытеснения достигал 0,52 против 0,41 нефти, не содержащей Oj. Нами было изучено влияние композиции 0,04% ОП-4 и 0,042% СО2 на аномалии вязкости нефти. Сначала исследовали действие двуокиси углерода на аномалии вязкости, затем в нефть, содержащую двуокись углерода, добавляли ОП-4 и вновь определяли реологические свойства нефти. Растворение в нефти такой композиции приводит к уменьщению всех реологических параметров нефти. Значительно снижается тиксотропность нефти. Подавление аномалий вязкости вызывает уменьшение аномалий подвижности нефти в пористой среде. [c.99]

Говоря о механизме гелеобразования, следует уточнить само понятие гелей [48]. Гели происходят от латинского слова е1о (застываю). Это, как правило, системы с жидкой или газообразной дисперсной средой и образуемой частицами дисперсной фазы пространственной структурой (сеткой). Такая сетка придает гелям механические свойства твердых тел. Типичные гели обладают пластичностью, некоторой эластичностью и также тиксотропными свойствами, т. е. способностью обратимо во времени восстанавливать свою пространственную структуру после ее механического разрушения. [c.59]

Статическое напряжение сдвига (СНС) 0 (в дПа) характеризует прочность тиксотропной структуры эмульсий в состоянии покоя. Наличие определенных значений СНС в обратных эмульсиях придает им способность удерживать во взвешенном состоянии мелкодисперсные утяжелители, снижает глубину проникновения в коллектор при нахождении эмульсии против перфорированной толщины пласта или, наоборот, приводит к увеличению давления, необходимого для ее вытеснения из коллектора. При этом обратные эмульсии могут обладать СНС за счет структурирования всего объема дисперсионной среды структурообразователями или за счет образования коагуляционной структуры путем соединения глобул дисперсной фазы в агрегаты, связанные между собой в объеме дисперсионной среды. Последний вид структуры легко разрушается при течении системы или повышении температуры. [c.49]

Тиксотропные среды. Для многих реальных материалов зависимость между напряжением сдвига и скоростью сдвига носит временной характер, т. е. эффективная вязкость определяется не только скоростью сдвига, но и продолжительностью деформации сдвига. В соответствии с тем, убывают или возрастают со временем напряжения сдвига, если материал деформируется с постоянной скоростью сдвига, различают две разновидности материалов тиксотропные и антитиксотропные. [c.77]

Настоящий раздел посвящен исследованию нестационарных процессов, имеющих место при движении реопектических жидкостей. В нем приведены результаты лабораторных экспериментов по исследованию течения в трубах суспензии, представляющей собой взвесь кварцевого песка в растворе бентонита. Этот материал можно определить как реопектическую среду, поскольку если перепад давления на концах трубы достаточно мал, то после начала течения скорость суспензии постепенно уменьшается, пока не станет равной нулю. С увеличением же перепада давления течение вновь возобновляется. Как известно, такого рода явления типичны для реопектиков. Опыты показали, что приближение к стационарным режимам течения имеет колебательный характер. В ряде случаев стационарные режимы течения теряют устойчивость и наблюдаются незатухающие колебания расхода суспензии при постоянном значении перепада давления. Этот эффект аналогичен явлению эластичной турбулентности, обнаруженному ранее в экспериментах по движению тиксотропных сред (раздел 7.1). [c.231]

Адсорбционно-сольватные слон и диснерсионная среда НДС пг()ают роль смазочных слоев и определяют вместе с тем подвижность ССЕ, пластичность и ползучесть НДС даже ири малых напряжениях сдвига. Медленно развивающиеся и спадающие после снятия нагрузки обратимые деформации сдвига характерны не для ССЕ, а для образованной из ССЕ решетки (или каркаса) с тонкими прослойками среды по участкам контакта. Такие пространственные структуры (решетки) обладают тиксотропными свойствами, т. е. способны к обратимому восстановлению после механического разрушения. [c.129]

Пластичные смазки представляют собой высокоструктурированные тиксотропные дисперсии твердых загустителей в жидкой среде. Они ОТНОСЯТСЯ к числу смазочных материалов, широко используемых в различных областях техники. Отечественное промышленное производство смазок началось более 70 лет назад. Первой смазкой была колесная смазь, изготовленная из нефтяных остатков, загущенных кальциевыми мылами смоляных кислот. Систематические исследования структуры и свойств смазок началось в 30-х годах. Первыми исследователями и пропагандистами научного подхода к разработке и применению пластичных смазок в СССР были Д. С. Великовский и В. П. Варенцов. Всесторонние исследования смазок выявили их коллоидную природу, позволили научно обоснованно подойти к их производству и применению. Несмотря на сравнительно малые объемы производства (4—5% от общего объема производства смазочных материалов) по разнообразию областей применения смазки превосходят другие смазочные материалы. [c.355]

Выполненными исследованиями установлено, что неионогенные ПАВ типа оксиэти тированных алкилфенолов (ОП-4, ОП-10), блоксополимеров окисей этилена и пропилена (сепароли), оксиэтилированных жирных спиртов (неонолы), оксиэтилированных и оксипропилированных оксиспиртов (ноналы), непосредственно введенные или перешедшие в нефть путем диффузии из водных растворов, подавляют аномалии ее вязкости, в результате чего реологические свойства нефти приближаются к свойствам ньютоновской жидкости, улучшаются условия ее фильтрации в пористой среде, увеличивается коэффициент вытеснения нефти из образцов горной породы. Кроме того, введение в нефть ПАБ приводит к ослаблению ее тиксотропных свойств, т.е. снижает способность пространственной структуры нефти к тиксотропному упрочнению. [c.7]

Прочность коагуляционных контактов определяется ван-дер-ваальсовыми молекулярными силами сцепления через тончайшие прослойки дисперсионной среды, фиксированная толщина которых соответствует минимальному значению поверхностной энергии Гиббса [185]. Поэтому коагуляционные структуры отличаются сравнительно слабыми контактами между частицами (в среднем 10-">Н на контакт) и тиксотропной обратимостью вследствие наличия частиц, способных совершать броуновское движение. Истинная прочность контакта зависит от условий его образования, природы компонентов системы и расстояния между взаимодействующими частицами [185]. Сила сцепления в контактах должна быть достаточ- [c.102]

В начальный момент дисперсионная среда, которой очень мало, выполняет роль смазки, уменьшая силу трения и, следовательно, вязкость. С возрастанием напряжения частички твердой фазы, соприкасаясь друг с другом, дают большую силу трения — вязкость начинает расти. Отличие кривых течения дилатантных жидкостей от кривцх течения тиксотропных структур очевидно. [c.137]

Путем образования коагуляционных структур, возникающих под действием молекулярных (вандерваальсовых) сил сцепления коллоидных частичек, участвующих в интенсивном броуновском движении, и более крупных частичек, взвешенных в жидкой среде суспензии или коллоидного раствора. Такие структуры обладают сравнительно с кристаллизационными малой прочностью, пониженной остаточными тонкими прослойками жидкой среды в местах контакта между сцепляющимися твердыми частичками. Вместе с тем коагуляционные структуры обладают тиксотропными свойствами, т. е. способны к обратимому восстановлению после механического разрушения. [c.184]

Пока разрывы пространственной сетки происходят в пластичновязкой среде, не сопровождаясь нарушением сплошности, спонтанная тиксотропия (восстанавливаемость структуры) еще сохраняется. При дальнейшем же снижении содержания жидкой среды (переходе к пластично формирующимся керамическим пастам) прочность дисперсной структуры может восстанавливаться после разрушения только под напряжением в условиях пластической деформации, обеспечивающей истинный контакт по всей поверхности разрыва. При дальнейщем уплотнении системы и удалении жидкой дисперсионной среды выпариванием (при увеличении числа связей в единице объема и уменьшении толщины прослоек между частичками) исчезает уже не только тиксотропная восстанавливаемость, но и пластичность, а еще ранее высокоэластичность. Пластическая прочность -Рт при этом непрерывно [c.191]

Убедительным примером применимости теории регулирования механических свойств дисперсных структур могут быть водные гели и органогели гуминовых веществ — природных ионсобменников и структурообразователей почв. Так, структурно-механический анализ дисперсий гуминовых кислот и полученных на их основе гуматов кальция, магния и кобальта показал, что в этих системах при малом содержании твердой фазы (5—10%) образуются типичные коагуляционные структуры со всеми присущими им упруго-пластично-вязкими свойствами и способностью к тиксотропному упрочнению. Установлено, что наибольшая склонность к структурообразованию среди образцов гуминовых веществ (гуминовые кислоты, гуматы металлов) выражена у гуминовых кислот, о объясняется тем, что в гуминовых кислотах, в отличие от гуматов кальция, магния, кобальта и др., функциональные группы свободны , а поэтому их дисперсные частички легко взаимодействуют друг с другом не только за счет сил Ван дер Ваальса, но и по водородным связям. [c.253]

Коагуляционные дисперсные структуры образуются пигментами и наполнителями лаков, кра< к, полимеров. Характерным примером тиксотропных структур являются пространственные сетки, возникающие в дисперсиях глин при их коагуляции под действием электролитов. Благодаря способности к структурооб-разованию в водных средах высокодисперсные (бентонитовые, монтмориллонитовые) глины широко используют в качестве основного компонента промывочных буровых растворов (см. гл. XI, 3). [c.382]

А. Е. Десовым, автором одного из основных трудов [432], посвященных вибрационной технологии бетона, увеличение прочности, плотности и водонепроницаемости бетона происходит за счет выделения пузырьков воздуха из него и компактного распределения частиц смеси в объеме. При этом А. Е. Десов обращает внимание на физико-химическую сторону явления, отмечает значение тиксотропного разжижения смеси при интенсивном вибрировании и перемешивании. При механическом воздействии каждая частица бетонной смеси начинает колебаться, вследствие чего на границе частиц с дисперсионной средой происходит тиксотропное разжижение смеси до состояния временной текучести. Эти изменения реологических свойств цементных растворов или бетонных смесей при воздействии механических колебаний позволяют добиться однородной смеси, а также увеличить степень гидратации цемента. [c.186]

А. С. Колбановская [137] делит дорожные битумы на следующие три типа. Структура первого типа определяется коагуляционной сеткой-каркасом из набухших в ароидл-ических углеводородах асфальтенов, взаимодействующих по лиофобным участкам поверхности через тонкие прослойки слабо структурированной смолами дисперсионной среды. Такие битумы пластичны в широком интервале температур, тиксотропны, обладают заметным пределом текучести и дают пологую вязкостнотемпературную кривую. Однако они малопрочны, обладают низкими когезией и растяжимостью. Битумы [c.62]

Ill тииа даже иосле выдерживания в иокое в течение трех суток ие изменяется. Это свидетельствует об отсутствии тиксотропных свойств и необратимости разрушения структуры пленочных смол, соединяющих в виде мостиков отдельные агрегаты асфальтенов. Восстановление последних после разрушения в процессе теплового движения также затруднено вследствие высокой вязкости дисперсионной среды. [c.82]

Катионы железа этих добавок адсорбируются полярными асфальтенами, составляющими структурный каркас битума I типа, или отдельными асфальтенами битума II типа, а неполярный углеводородный остаток мыла располагается в дисперсионной среде битума, спутываясь и переплетаясь с надмолекулярными структурами смол. При этом создаются укрупненные, сшитые поверхностно-активным веществом дополнительные структурные сеткп в случае битумов I типа и вновь образовавшиеся пространственные структуры в случае битумов II типа. Эти структуры тиксотропны, обладают высокими упругими и эластическими свойствами и пределом текучести. [c.220]

Большое значение для буровых растворов имеют коагуляционные структуры, которые по прочности могут приближаться к конденсационным, но отличаются от них обратимостью. Псевдоконденса-ционной структурой обладают сухая глина, размокшие, но еще не перешедшие в раствор выбуренные обломки, глинистые породы, слагающие стенки скважины, в том числе увлажненные отфильтро-вавшейся жидкостью и т. п. Переход к псевдоконденсационным структурам вызван концентрированием суспензии (например, путем добавок глины или удаления дисперсионной среды — фильтрованием, высушиванием и т. и.). Внешне это выглядит как загустевание и сопровождается упрочнением коагуляционных структур. Постепенно при этом утрачиваются тиксотропные свойства. Само понятие тиксо-тронии в подобных высококонцентрированных системах теряет смысл иЗ За немедленного восстановления структуры, практически параллельно с ее разрушением. По мере повышения концентрации теряются эластичность вследствие стеснения пространственной ориентировки и пластичность из-за потери подвижности. В какой-то мере эти изменения передаются известными эмпирическими критериями Аттерберга. Наибольшая прочность структур достигается при высушивании, когда контакты между частицами становятся непосред- [c.86]

Еще Г. Фрейндлих отмечал особую чувствительность тиксотропных золей к примесям. Восемнадцатичасовой контакт золгя окиси железа с серебряной пластинкой сократил период тиксотропного застывания приблизительно в 30 раз. Большое влияние оказывает на это характер среды. Снижение pH золей окиси железа с 3,86 до 3,11 увеличило время застывания с 82 до 9000 с. Причину усиления тиксотропии мы видим в поверхностном растворении металла и ионном обмене. В пределах диффузного слоя накапливаются перешедшие в раствор ионы, вызывающие ортокинетическую коагуляцию и упрочнение пограничных слоев. Проверка этих представлений при измерениях прочности структур методом тангенциального смещения пластинки показала, что при платиновой пластинке прочность минимальна — 448 дин/см , при переходе к медной пластинке увеличивается до 559 дин/см , а с алюминиевой — до 736 дин/см и более. Аналогичный механизм имеют и,другие случаи взаимодействия глин с металлическими поверхностями. При этом на них образуются характерные коагуляционные сгустки, иногда окрашенные, например, у поверхности раздела с железом. Пластинки, извлеченные из суспензии, покрыты налипшим глинистым слоем, тем большим, чем выше электролитическая активность металла и чем длительнее пребывание их в суспензии. Особенно сильно налипание на алюминии. В слабощелочных суспензиях алюминиевые пластинки в результате обрастания коагулированной глиной приобретают шарообразную форму. [c.245]

Основная причина автсжолебаний — наличие положительной разности между силами, наобходимыми для разрушения тиксотропной структуры на поверхности сдвига и преодоления сопротивления среды. В зависимости от величины этой разности, скорости деформации и чувствительности измерений наблюдается как непрерывное, так и пульсирующее течение. Скорость деформации, влияя на период тиксотропного упрочнения, изменяет значение разности сил. Увеличение скорости уменьшает поэтому амплитуду колебаний и увеличивает их частоту. Если чувствительность динамометра невысока, течение принимает квазинепрерывный х арактер. Наоборот, уменьшение скорости деформации, увеличивая тиксотропное упрочнение и амплитуду колебаний и уменьшая их частоту, позволяет улавливать пульсации даже при малочувствительном динамометре. Повышение его чувствительности равносильно снижению скорости деформации. Последняя, определяя длительности совместного и относительного движения сдвигаемых слоев, влияет и на характер колебаний. Для сухого трения показано, что повышение скорости придает колебаниям синусоидальный характер, который по мере уменьшения ее все более становится пилообразным [17]. [c.250]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология