Вязкость при сдвиговом течении

Необходимо подчеркнуть, что приведенные в этих таблицах формулы получены для ламинарного изотермического течения обобщенной ньютоновской жидкости. Вследствие типичной для полимерных жидкостей большой вязкости часто оказывается существенной вязкая диссипация, что обусловливает необходимость расчетов неизотермических течений. Как правило, это требует численного решения соответствующих уравнений. Обзор результатов, полученных с учетом нагрева при вязкой диссипации в сдвиговых течениях, содержится в [13], Ниже [c.172]

Температурный коэффициент вязкости (кажущаяся энергия активации вязкого течения) расплавов волокнообразующих полимеров существенно зависит от степени аномалии вязкостных свойств с уменьшением доли эластической деформации в процессе сдвигового течения снижаются значения Д . Так, для ПКА в области температур 543-553 К величина [c.191]

Таким образом, физический смысл 11 и стал очевидным. Первая величина отражает снижение 11 <, 1) скорости удаления пленки расплава при сдвиговом течении как результат уменьшения вязкости вследствие повышения температуры и роста напряжения сдвига, в то время как /1/2 является мерой интенсивности диссипативного разогрева (на единице ширины) в пленке расплава. Относительная доля тепла, подводимого за счет теплопроводности и диссипации для плавления, определяется сравнением двух членов, заключенных в квадратных скобках в уравнении (9.8-53). [c.290]

В классической работе Тейлора [201 на примере эмульсий исследована деформация сферических капелей жидкости, помещенных в поток другой жидкости. Тейлор показал, что если преобладающее значение имеют силы поверхностного натяжения, то при простом сдвиговом течении капля приобретает форму сфероида с главной осью, ориентированной под углом 45° к направлению течения. А если преобладающее значение имеет вязкость жидкости, то капля приобретает форму сфероида с главной осью, ориентированной вдоль направления течения. Для определения деформации Тейлор использовал следующее выражение [c.389]

Сопротивление сдвиговому течению может быть выражено двумя способами через вязкость среды т]о и скорость ее деформации Уг и через неизвестную вязкость слоистой структуры т] и скорость ее деформации у. Таким образом, 1107/= откуда [c.240]

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]

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]

Здесь величина является градиентом скорости сдвига в потоке. В результате возникающих центробежных сил частицы подвергаются воздействию нагрузки, которой, однако, для случая сдвигового течения сред с высокой вязкостью (расплавы ПВХ) можно пренебречь. Частицы вследствие различных скоростей движутся навстречу друг другу, отклоняясь от своих траекторий перед соударениями. Важное соотношение, предложенное в [176] для расчета напряжения сдвига, возникающего в частице твердого вещества в процессе сдвигового течения, имеет вид = 2,5т, (8.2) [c.206]

Сдвиговые ротационные вискозиметры. Принцип действия — вращение ротора в образце испытуемого материала и определение крутящего момента, необходимого для поддержания постоянной частоты вращения ротора. При этом наблюдается сдвиговое течение материала с постоянной скоростью. Пропорционально крутящему моменту отвлеченным числом выражается вязкость по Муни. [c.71]

На рассмотренном ранее примере поведения частиц во вращающемся магнитом поле было показано, что при сверхкритических частотах поля вращение частиц хотя и происходит, но оно замедленно по сравнению с частотой поля и прекращается при очень высоких частотах. При сдвиговом течении в постоянном поле вращается среда вместе с частицами, а поле неподвижно. В остальном картина та же, что и при вращении поля. Это означает, что уменьшение вязкости от величины, соответствующей значению а = 4, до величины, соответствующей значению коэффициента а = 2,5, занимает достаточно широкий интервал сверхкритических скоростей сдвига, т. е. вязкость плавно уменьшается с увеличением скорости сдвига в указанном диапазоне значений [36]. Таким образом, ориентационно структурированная система ведет себя классически — в соответствии с постулатом Ребиндера при разрушении структуры (нарушении ориентации частиц) вязкость снижается. [c.688]

Воздействием внешнего поля можно не только устранить вращение частиц в потоке, но и ускорить его (по сравнению со свободным вращением) наложением вращающегося поля подходящей частоты и направления вращения. Если вращение поля направлено в ту же сторону, что и вращение частиц под действием сдвигового течения среды, и имеет большую скорость, чем скорость свободного вращения частиц в потоке, то поле уменьшит гидродинамическое сопротивление частиц потоку и приведет к снижению вязкости по сравнению с ее значением вне поля. В предельном случае сильного высокочастотного поля эффект может выразиться в том, что вращательная часть коэффициента а станет отрицательной и равной 3. Формально это значит, что вязкость станет отрицательной — суспензия может течь в отсутствие внешнего деформирующего усилия, и даже в направлении, обратном направлению нормального течения при действии такого усилия. Этот эффект очень просто демонстрируется с помощью стакана с магнитной суспензией или феррожидкостью, помещенного во вращающееся магнитное поле, например в статор трехфазного электродвигателя вместо его ротора. [c.688]

Если, как это отмечалось выше, пористый слой достаточно прочен, то его толщина Ь остается при движении пластин прибора неизменной и равной расстоянию между пластинами Ь. В этом случае формула (3.14.45) описывает величину скорости сдвигового течения среды у в середине слоя, а формула (3.14.50) — экспериментально определяемую величину вязкости дисперсной системы [c.718]

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]

В пищевой промышленности такие жидкости встречаются крайне редко. По этой причине они не привлекали пристального внимания ученых и механизм явления возрастания вязкости при их сдвиговом течении пока еще не достаточно хорошо изучен. [c.70]

Для полимерных систем характерны следующие три важнейшие особенности свойств, которые должны предсказываться реологическим уравнением состояния аномалия вязкости при сдвиговом течении, возможность больших обратимых деформаций и вязкоупругая реакция на внешние воздействия — задержанное развитие деформации и процессы релаксации. Эти свойства обсуждались в разделах 6—8, но по отдельности. Ниже изложены общие принципы и методы совокупного описания этих фундаментальных особенностей реологических свойств полимерных систем, которые рассматриваются как нелинейные вязкоупругие среды. [c.104]

Распределение времен релаксации моя ет быть непрерывным, как в рассматривавшихся выше интегральных реологических уравнениях состояния, и дискретным, подобно моделям, построенным из параллельно соединенных максвелловских элементов. Ради простоты рассмотрим течение в режиме простого сдвига для системы с непрерывным распределением частот релаксации. В некоторой дифференциально малой части спектра, релаксационная частота которого заключена в пределах от до ( + ёв), эффективный модуль, характеризующий эту часть спектра N (в) (1в, а вязкость N (в)/в с1в. Упругая энергия Е в)д,в, накапливаемая в процессе сдвигового течения структурными элементами, ответственными за релаксацию с частотой от 5 до ( + в), равна [c.109]

ВЯЗКОСТЬ ПРИ сдвиговом ТЕЧЕНИИ [c.120]

Среди различных механических свойств полимерных систем, находящихся в текучем состоянии, наиболее важным в практическом отношении и легче всего поддающимся экспериментальному изучению является вязкость, измеряемая при сдвиговом течении. Обычно вязкостью называют коэффициент пропорциональности между касательным напряжением т и градиентом скорости у при простом сдвиге [c.120]

В условиях проявления аномалии вязкости режимы установившегося сдвигового течения описываются функцией / (т, у) = 0. Ее графическое изображение называют кривой течения . Довольно часто опытные данные представляют также в виде зависимостей т) (у) или Г] (т). Так как при аномалии вязкости у изменяется сильнее, чем т, то зависимость 11 (у) оказывается более слабой, нежели г] (т). [c.147]

Типичные результаты исследований динамических свойств полимера, измеренных при наложении колебаний вдоль направления установившегося течения, показаны на рис. 3.38, где представлены частотные зависимости динамической вязкости т), параметра — = 67(0 и угла механических потерь б при различных градиентах скорости установившегося сдвигового течения. При рассмотрении этого рисунка сразу же обращает на себя внимание своеобразный характер изменения угла механических потерь в зависимости от режима деформирования с возрастанием у в области низких частот угол б увеличивается и при этом существует такая частота, при кото- [c.314]

В этих уравнениях т) — неньютоиовская вязкость 4 1 и — соответственно первый и второй коэффициенты юрмальных напряжений. Заметим, что при стационарном сдвиговом течении ньютоновской жидкости коэффициент т) совпадает с обычным коэффициентом вязкости [c.166]

Первые два слагаемых в этом выражении представляют собой обычную материальную и субстаициональиую производные, последнее учитывает деформацию элемента среды, для которого вычисляется Т. Две константы, присутствующие в этой модели, представляют собой вязкость при нулевой скорости сдвига и временную константу Нетрудно видеть, что в стационарном сдвиговом течении [c.171]

Для большинства установившихся течений можно или V[i] разложить в ряд при t V и получить определяющее уравнение жидкости второго порядка в конвективной системе координат. Если рассматривать установившиеся сдвиговые течения, получим уравнение КЭФ, которое в свою очередь превращается в ОНЖ, если i = ijia = О, и в уравнение ньютоновской жидкости, если дополнительно считать вязкость постоянной. [c.144]

Для несжимаемой жидкости 1у 2 (У-о) = = 0. При сдвиговых течениях ИЦ = с1е1 = I, ИО и даже для течений, близких к сдвиговым, зависимостью г от ПЦ можно пренебречь. Неньютоновская вязкость, таким образом, будет зависеть только от второго инварианта Ну = (7 7) = 2 2 7гу7 . Практически вместо Пу предпочитают применять модуль 7, определяемый как [c.153]

Фламерфельт [24] исследовал влияние эластичности непрерывной вязкоэластичной фазы на деформацию и дробление ньютоновской диспергируемой фазы. В качестве непрерывной фазы он использовал водный раствор полиакриламида, а в качестве диспергируемой фазы — раствор низкомолекулярного полистирола в дибутил-фталате. Было показано, что существует минимальный размер капли соответствующий данной жидкой системе, по достижении которого дробление прекращается. Увеличение эластичности непрерывной фазы приводит к возрастанию минимального размера капель и критической скорости сдвига, при которой происходит дробление капель, поскольку конечное значение напряжения сдвига зависит от величины У- В соответствии с полученными ранее результатами увеличение вязкости непрерывной фазы приводит к обратному эффекту. Фламерфельт обнаружил также интересное явление в условиях неустановившегося сдвигового течения (ступенч тое изменение прикладываемого напряжения) минимальный размер капли и критическая скорость сдвига значительно меньше получаемых при постоянном напряжении сдвига. Поэтому он предположил, что диспергирование в вязкоэластичной среде должно протекать более полно при переменных условиях сдвига. Действительно, именно такие переменные условия сдвига реализуются в узком зазоре между гребнем ротора и стенкой смесительной камеры, а также в экструдере, снабженном смесительным устройством барьерного типа . [c.390]

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]

При сдвиговом течении высококонцентрированной эмульсии наблюдалась ее реструктуризация, выделялась водная фаза и снижалась вязкость. В случае эмульсии с нефтенолом при некоторых режимах сдвигового течения обнаружено увеличение вязкости со временем, что объясняется возрастанием дисперсности эмульсии. [c.51]

Для измерения вязкости высоковязких сред применяют методы пенетрации и пластометрии. В первом случае в среду вдавливают твердое тело (напр., конус, цилиндр, сферу) и по скорости его движения или величине приложенного усилия судят о вязкости. В методах второй группы исследуют сдвиговое течение жидкости между двумя плоскопараллельными пластинками, смещающимися одна параллельно другой растекание жидкости при сдавливании двух плоскопараллельных пластинок ( сжимающие пластометры ) т. наз. телескопич. сдвиг, состовшщй в том, что исследуемую жидкость помещают между соосными цилиндрами, один из к-рых движется вдоль их общей оси. Во всех пластометрич. методах о вязкости судят по отношению силы, вызывающей движение твердого тела, к скорости его движения. [c.377]

Для мн. неньютоновских жидкостей характерны такие явления, как тиксотропия-обралямое уменьшение вязкости ( разжижение ) жидкости или структурна системы во времени, и дилатансия-рост вязкости предельно наполненных дисперсных систем с вязкой дисперсионной средой. Частный случай неньютоновского поведения жидкости-изменение вязкости с течением времени из-за протекающих в среде хим. р-ций. Если р-ция идет в гомог. среде, изменение вязкости среды отражает изменение ее состава при этом деформирование обьино не влияет иа кинетич. закономерности р-ции. Однако для гетерог. р-ций, напр, гетерог. полимеризации или отверждения олигомеров, деформирование (напр., сдвиговое течение в реакторе или воздействие ультразвуковыми колебаниями) влияет на кинетику р-ции. [c.248]

НК 8,9 СКН-18 10,8 СКС-30 11,5 СКИ-3 9,0 СКН-26 9,0 БК 7,26 СКД 11,3 СКН-40 10,2 Наирит 9,3 В Тамбовском институте машиностроения разработана [26] система АСНИ-ТФС для измерения реотеплофизических свойств жидкостей, позволяющая измерять коэффициенты теплопроводности, температуропроводности, объемной теплоемкости, комплексный рео-физический параметр жидкостей (отношение динамической вязкости к теплопроводности при сдвиговом течении жидкости), а также твердых листовых материалов и плоских слоев сыпучих материалов. [c.547]

Наличие цеггочечных агрегатов и их ответственность за магнитооптические эффекты в феррожидкостях наглядно демонстрируется с помощью динамо-магнитооптического эффекта. Его суть в том, что цепочечные агрегаты легко разрущаются при механическом воздействии (течении), поэтому происходит ослабление оптического эффекта агрегации магнитным полем. Такие воздействия контролируемой величины легко создаются при сдвиговом течении феррожидкости, например при возвратно-поступательном движении тонкой стеклянной пластинки, помещенной в оптическую кювету с феррожидкостью. Результаты подобных опытов подтвердили эту гипотезу с увеличением скорости движения пластинки магнитооптический эффект уменьшался ожидаемым образом (рис. 3.136). Теория динамо-магнитооптического эффекта [4] положила начало принципиально новому подходу к проблемам реологии дисперсных систем. Она продемонстрировала возможность количественного описания структурного состояния дисперсных систем как функции скорости или напряжения ее сдвиговой деформации и тем самым ввела в теоретическую реологию понятие об уравнении структурного состояния вместо преобладавших тогда представлений о структуре как о некой качественной, статичной характеристике дисперсной системы. В работах П.А. Ребиндера указывалось, что изменение вязкости неньютоновских жидкостей объясняется измене- [c.759]

Несмотря на отмеченные недостатки, алгебраические модели турбулентной вязкости на протяжении многих лет были основным инструментом расчета турбулентных сдвиговых течений и достаточно широко используются вплоть до настоящего времени. Основы этих моделей были заложены еще в 1940-50-х гг. в классических работах Прандтля, Кармана, Колмогорова, Клаузера и Ван Дриста. В частности, подавляющее большинство известных в настоящее время алгебраических моделей базируются на двухслойной схеме турбулентного пограничного слоя, впервые предложенной Клаузером [44]. В рамках этой схемы пограничный слой делится на две области внутреннюю и внешнюю. Во внутренней (пристенной) области пограничного слоя, для которой характерны большие градиенты всех параметров потока, в качестве масштаба скорости обычно используется так называемая динамическая [c.109]

В отличие от сдвигового течения, как характеристическая вязкость т]], так и параметр взаимодействий к" с градиентом скорости возр ас-тают (при более высоких концентрациях сказанное следует распро- [c.72]

Текучесть вещества зависит от вязкости, которую иногда называют сдвиговой вязкостью. Вязкое течение наблюдается в газообразных, жидких и некоторых твердых телах, объединяемых названием упруговязких тел. Рассматриваемые в этой работе тиксотронвые дисперсные системы относятся к упру-гсвязким телам, обладающим структурной вязкостью. [c.174]

Многие аморфные гомополимеры и статистические сополимеры в пределах обычной то ости экспериментальных измерений оказываются термореологически простыми средами. Однако Плачек [23, 241 обнаружил, что температурные зависимости вязкости при установившемся сдвиговом течении и равновесной податливости полистирола не могут быть описаны уравнением ВЛФ с одними и теми же значениями констант. Влияние температуры на образование зацеплений макромолекул может привести к термореологически сложному поведений материала. Это положение было продемонстрировано на примере полиметакрилатов и их растворов [22, 23, 26, 31]. Принцип температурно-временной суперпозиции, сформулированный для термореологически простых материалов, очевидно, не может быть перенесен на полимеры, проявляющие множественные переходы. Классические исследования в этой области были проведены Ферри с соавторами [5, 8] на примере полиметакрилатов с относительно длинными боковыми ответвлениями. Для этих полимеров комплексная податливость оказалась суммой двух компонент, каждая из которых связана со своим набором времен релаксации, а именно, с релаксационными явлениями, обусловленными движением основной и боковых цепей. [c.207]

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]

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]

С иных позиций проблема соответствия динамических и стационарных характеристик полимерных систем рассматривается Ф. Бики, который исходит из модели пористого молекулярного клубка, вращающегося в потоке при сдвиговом течении. Как это было показано при рассмотрении вязкоупругих свойств такой модели (см. раздел 1.3 настоящей главы), колебания сегментов обусловливают как эффект аномалии вязкости, так и возникновение релаксационного спектра. Это приводит к простой форме корреляции между зависимостями 303 [c.308]

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]