Скорость сдвига при трении

Для описания реологических свойств жидкости предложено много приближенных моделей. Наибольшее распространение нашли модели, представляющие степенные зависимости вязкости от напряжения трения или скорости сдвига. Обобщенный закон Ньютона для таких моделей можно записать в виде [c.32]

При эксплуатации двигателя особенно важна высокотемпературная вязкость при большой скорости сдвига, которая показывает поведение масла в узких узлах трения двигателя -в подшипниках коленчатого и распределительного валов, кривошипно-шатунного механизма и тд. [c.72]

Создаваемое внешней силой F касательное напряжение т целиком идет на преодоление трения между слоями жидкости и пропорционально скорости сдвига — закон Ньютона [c.152]

Для полимеров в вязкотекучем состоянии наиболее важной характеристикой является их поведение при сдвиге. Связь между скоростью вязкого течения у и напряжением т простого сдвига определяется законом Ньютона т = Т1у, где т] — коэффициент пропорциональности, называемый вязкостью. Вязкость характеризует сопротивление полимера сдвигу или его внутреннее трение. При постоянной температуре вязкость (т. е. отношение напряжения к скорости сдвига) может не зависеть от режима деформирования. Среды, удовлетворяющие этому условию, называются ньютоновскими. К ним относится большинство низкомолекулярных жидкостей. Непрерывная перестройка структуры таких жидкостей под [c.153]

В отличие от сезонных, загущенные всесезонные масла изменяют вязкость под влиянием не только температуры, но и скорости сдвига, причем это изменение временное. С уменьшением скорости относительного перемещения смазываемых деталей вязкость возрастает, а с увеличением — снижается. Этот эффект больше проявляется при низкой температуре, но сохраняется и при высокой, что имеет два позитивных последствия снижение вязкости в начале проворачивания холодного двигателя стартером облегчает пуск, а небольшое снижение вязкости масла в зазорах между поверхностями трения деталей прогретого двигателя уменьшает потери энергии на трение и дает экономию топлива. [c.133]

Уменьшение сопротивления. Под уменьшением сопротивления понимают значительное снижение коэффициента трения при малых добавках определенного высокомолекулярного полимера в ньютоновскую жидкость при ее турбулентном течении в трубе. Этот э())фект виден из рис. 7, на котором показана зависимость f от Не для разных концентраций оксида полиэтилена в воде. Здесь Ке — обычное число Рейнольдса, поскольку вязкость столь сильно разбавленных растворов полимера практически не зависит от скорости сдвига. В ламинарном режиме течения добавки полимера на величину / не влияют. Правее той точки, где начинается такое влияние (Не 3000), с увеличением концентрации полимера f уменьшается. Однако существует предел, меньше которого коэффициент трения быть не может, как бы много полимера мы пи добавляли. Из рисунка видно, что добавки долей по массе оксида полиэтилена приводят к уменьшению / для воды на 40% при значении Не= 10 , в то время как вязкость раствора увеличивается по сравнению с вязкостью чистой воды всего на 1%. В табл. 7 приведены примеры некоторых других систем, в которых наблюдается аналогичное уменьшение сопротивления. Дополнительную информацию по этому вопросу можно найти в обзорах (23, 24). [c.174]

Схема капиллярного вискозиметра приведена на рис. 6.1. Особое внимание обычно уделяют обеспечению однородного поля температур и исключению потерь на трение между плунжером и цилиндром. Эксперименты проводят либо в режиме постоянного давления, либо в режиме постоянного расхода. При очень малых значениях расхода нельзя пренебрегать действующими на вытекающий экструдат силами поверхностного натяжения, силами тяжести и трением между поршнем и цилиндром. Поэтому при малых расходах значения вязкости оказываются завышенными. Капиллярная вискозиметрия позволяет определять вязкость до скоростей сдвига, при которых начинается дробление расплава (см. разд. 13.2). При высоких скоростях сдвига дополнительные осложнения возникают из-за интенсивного диссипативного разогрева (см. разд. 13.1). [c.162]

Заметим, что при движении жидкости в связи с вращением ее частиц и их относительным взаимным смещением возникают касательные силы не только вдоль потока, но и в других направлениях, включая по нормали к поверхности стенки. В дальнейшем мы будем учитывать только продольные касательные силы трения Р . По закону Ньютона (1686 г.) они пропорциональны градиенту скорости или скорости сдвига) и поверхности соприкосновения данных слоев жидкости Р [c.19]

Принципиальной особенностью, отличающей зернистую фазу от действительной твердой фазы, является способность сыпучей среды к текучести. Это приводит к появлению внутреннего трения между частицами среды. Механизмы текучести сыпучей и жидкой фаз совершенно различны, что обусловлено значительной разницей свойств обеих фаз. Зернистые материалы, в отличие от жидкости, могут претерпевать напряжение сдвига также в состоянии покоя — статический коэффициент внутреннего трения для сыпучей среды отличается от нуля. Кроме того, характерным свойством некоторых зернистых материалов является спайность, т. е. способность под действием нагрузки, сохраняя свою форму, образовывать прочные своды и вертикальные стены. Наконец, напряжения сдвига в текущей сыпучей среде можно рассматривать как независимые от скорости сдвига (они зависят от давления, действующего внутри материала). В жидкой фазе обратная взаимосвязь напряжение сдвига не зависит от скорости сдвига, но находится в зависимости от давления. [c.342]

Такой тип течения был впервые обнаружен Рейнольдсом в суспензиях при большом содержании твердой фазы и крахмальных клейстерах. Рейнольдс при объяснении дилатантных свойств суспензии высказывает предположение о том, что в состоянии покоя твердые частицы имеют наиболее плотную упаковку, а пространство между частицами заполнено жидкостью. При течении суспензии с небольшой скоростью жидкость служит смазкой, уменьшающей трение между частицами, и напряжения сдвига невелики. При больших скоростях сдвига плотная упаковка частиц нарушается, увеличивается объем суспензии и уже при новой структур жидкости ее недостаточно для смазки трущихся друг о друга частиц. Действующие напряжения сдвига при этом увеличивается значительно быстрее, чем скорости сдвига. [c.15]

Коэффициент трения Фэннинга и число Рейнольдса могут быть также использованы для определения поведения турбулентного потока неньютоновских жидкостей, если при этом известны необходимые параметры течения. В прошлом стоял вопрос о том, какой параметр следует использовать в качестве вязкости в выражении для числа Рейнольдса. Для ньютоновских жидкостей такой вопрос вообще не возникает, так как их вязкость не меняется с изменением скорости сдвига следовательно, вязкость, определенная при ламинарном режиме течения, может быть использована и для турбулентного режима. [c.199]

Не менее важную роль, чем силы упругости и вязкого трения, играют в технике и силы внешнего (сухого) трения, действующие, например, в подшипнике скольжения. Особенность этих сил в том, что при напряжении, меньшем величины сухого трения т , деформация (сдвиг) отсутствует, а при напряжении, превышающем силу сухого трения на бесконечно малую величину, сдвиг и скорость сдвига могут быть сколь угодно большими, т. е. справедливы соотношения [c.670]

Наряду с рассмотренными вязкостью, ее зависимостью от температуры, давления и градиента скорости сдвига, разрушающим напряжением при сдвиге для трения и износа механизмов определенное значение имеют тенлофизические характеристики (теплоемкость, теплопроводность), а также модуль упругости и время релаксации смазочного материала. Большое внимание этим величинам уделяют при теоретическом моделировании процессов смазывания подшипников качения, зубчатых передач, опор турбин в гидродинамической и контактно-гидродинамической теории смазывания. Однако в настоящее время данные по систематическим экспериментальным исследованиям в этой области отсутствуют. [c.271]

По аналогии, аномальное снижение вязкости приводит к относительному уменьшению энергетических потерь при повышении скорости деформирования смазочного материала в узле трения. Именно этим объясняются сопоставимые результаты измерения моментов трения в подшипниках качения и скольжения при работе на маслах и пластичных смазках. В связи с малыми зазорами (измеряемыми микрометрами) градиенты скорости сдвига в подшипниках качения весьма велики (до 10 —10 с ) даже при относительно небольших частотах вращения. В этих условиях вязкость смазок резко снижается, практически до уровня вязкости базового масла, что и определяет снижение потерь на трение. В то же время при небольших градиентах скорости сдвига (10—10 с ) вязкость смазки на 2— 5 порядков превышает вязкость базовых масел. Влияние аномалии вязкости на силу трения при тяжелонагруженном упругогидродинамическом контакте может быть связано и с повышением времени релаксации масла в условиях высоких давлений. Тогда время пребывания смазочного материала в зоне контакта может стать соизмеримым с временем релаксации [288]. [c.278]

Наименьшая вязкость наблюдается при нсевдоЬжвнсенви легких частиц (например, полистирольных размером 250 мкм вязкость около 0,1 Па с). Вязкость слоев легких частиц неправильной формы (пробка, катализатор крекинга) невоаможно определить, так как в этом случае ила трения между частицами значительно превышает силу тяжести, и диаграмма сдвига сильно искажена. При очень низких скоростях сдвига структура слоя [c.249]

Известно относительно мало приложений расчетов нагрева за счет вязкой диссипации в кольцевом течении Куэтта. Одно интересное приложение эти расчеты находят в ротационном вискозиметре, где нагрев аа счет внутреннего трения иногда ограничивает самые большие скорости сдци1 а, которые могут быть использованы в приборе. Полностью развитые поля температур и скорости привлекают мрюго внимания из-за существования неоднозначного решения, найденного в [2П- Касательные напряжения не должны превышать определенного значения, даже если при этом неограниченно увеличиваются скорости сдвига. При высоких скоростях сдвига уменьшение температурной зависимости вязкости компенсируется увеличением напряжения вследствие роста скорости сдвига. Зависимость скорости сдвига Уо1Н (относительная скорость между поверхностями, разделяемыми зазором) от касательного напряжения показана на рис. 8 для жидкости, описываемый степенной зависимостью [20]. Для данного касательного напряжения имеются два режима для проведения эксперимента один при высоких и второй при низких скоростях сдвига. [c.335]

Вязкостные свойства смазок определяют стартовые характеристики узлов трения, имеют существенное значение для расчета систем смазки, а также позволяют судить об энергетических потерях при установившихся режимах работы. Для оценки вязкостных свойств смазок применяют ротационные и капиллярные вискозиметры. На автоматическом капиллярном вискозимет ш переменного расхода и давления (АКВ-2 или АКВ-4 по ГОСТ 7163—63) вязкость измеряют в условиях переменного режима истечения смазки в диапазоне скоростей сдвига О) 0,1—100 ООО ири практически любых необходимых температурах. Обычтю вязкость определяют при О, равных 10, 100 и 1000 с . [c.271]

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]

Реологическая модель вязкого тела является выражением закона вязкого трения Ньютона, сформулированного им в 1687 г., согласно которому касательное напряжение (напряжение сдвига), возникающее между соседними слоями жидкости при ее течении, пропорщюнально поперечному градиенту скорости (скорости сдвига) [c.6]

Аномалия вязкости, как уже было показано, является наиболее прямым следствием эластических деформаций. Нарушение способности к сегментальному движению в результате перехода макромолекулярного клубка в упругодеформированное состояние приводит к снижению затрат на внутреннее трение сегментов и к снижению вязкости. Поскольку процесс этот захватывает с ростом скорости сдвига все большее число молекул, вязкость постепенно падает, что характерно для полимеров с широким молекулярно-массовым распределением. [c.169]

Описанные модели реостабильных (неньютоновских) жидкостей являются идеальными. Реальные жидкости при различных скоростях сдвига и в различных процессах могут подчиняться разным реологическим уравнениям состояния. Например, масляная краска, считающаяся классическим образцом жидкости Шведова - Бингама, при очень маленьких скоростях сдвига ведет себя как ньютоновская жидкость с большой вязкостью. Следовательно, закон трения нужно выбирать, учитывая скорость [c.24]

Здесь у), — скорость сдвига, т/, — напряжение па стенке, а Уо = V / Ыг. Скорость сдвига у о является экспериментально определяемой величиной, а т/ (или т/,) — произвольно устанавливаемым с помощью давления Р значением напряжения и у (или у ) — соответствующей ему скоростью сдвш а. Таким образом, с помощью уравнения Рабиновича — Вайссенберга удается полу чить инвариантную характеристику течения жидкости с произвольной и неизвестной заранее зависимостью вязкости от напряжения. Излишне напоминать, что все это возможно благодаря применению закона внутреннего трения Ньютона к неньютоновским жидкостям. [c.725]

Отсюда следует, Что при вт]утре]]]1ем трении тепловыделение в пол11мерах очень быстро повышается со скоростью сдвига и с возрастанием их вязкости, которая в свою очередь быстро растет г увеличением молекулярного веса. [c.251]

Зависимости приведенной вязкости от мощности трения, напряжения сдвига илн от приведенной скорости сдвига являются температурно-инвариантными. Согласно Бикки, температурнО-ннварГ[-аитная характеристика вязкости получается, если приведенная скорость сдвига отнесена к концентрации полимера в растворе и к его абсолютной температуре, т. е. если ппр представлена как функция [c.259]

Ограниченные возможности имеет применение для этой цели динамического напряжения сдвига и пластической вязкости. Недостатками их являются неинвариантрость в различных условиях измерений, что объясняется незнанием истинного закона трения и эпюры скоростей сдвига. Эти величины носят формальный характер и не имеют определенного физического смысла. Понятия т]пл и 0д = Тв можно относить лишь к идеализированному вязко-пластичному телу Бингама. В настоящее время значения пластической вязкости и динамического напряжения сдвига широко применяют для гидравлических расчетов. Это вносит в них известную условность из-за необходимости использования методов теории подобия и безразмерных критериев (обобщенный критерий Рейнольдса, критерий Хедстрема и др.), исходящих из бингамовской аппроксимации, имеющей, как указывалось, ограниченный характер. [c.233]

На рис. 5.29 показан профиль скоростей ньютоновской жидкости в турбулентном потоке. Следует обратить внимание на то обстоятельство, что этот профиль характеризует средние локальные скорости в различных точках по диаметру трубы. Поскольку фактическая локальная скорость изменяется случайным образом, наклон касательной к профилю скоростей не характеризует скорость сдвига. Определить фактическую скорость сдвига не представляется возможным, поэтому нельзя выявить зависимость между давлением и расходом в потоке на основании данных об изменении касательного напряжения со скоростью сдвига, как это делается при ламинарном режиме течения. Поведение турбулентного потока обычно описывают с помощью двух безразмерных групп, а именно коэффициента трения Фэннинга [c.197]

Для описания М.с. идеальных моделей (см. Реология) справедливы линейные законы для деформац. св-ь-Гука закон (напряжения пропорциональны деформациям), для фрикционньк св-в-закон Кулона (сила трения пропорциональна нормальной нагрузке), для вязкостных св-в-закон Ньютона (касательные напряжения пропорциональны скорости сдвига) и т.п. Однако поведение реальных тел гораздо сложнее и требует для своего описания разл. нелинейных соотношений. Определение М.с. материала является основой при выборе области его применения, условий формирования из него изделий, их эксплуатации. Для осн. классов твердых техн. материалов характерны след, значения предела прочности а (на растяжение) и модуля Юнга Е [c.77]

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]

Отсюда следует. Что прн в 1утреннем трении тепловыделенне-в полимерах очень быстро повышается со скоростью сдвига и с возрастанием пх вязкости, которая в саою очередь быстро растет е увеличениеч молек -лярного веса. [c.251]

Необходимо отметить, что в однородной вязкой среде при ее однородном сдвиговом деформировании полная сила, действующая на слой среды произвольной толщины dx, расположенный параллельно плоскостям сдвигового течения , равна Егулю. Это следствие того, что при однородной деформации скорости сдвига одинаковы на обеих сторонах слоя, и поэтому разность сил вязкого трения т]у, действующих на обе его стороны, равна нулю. При наличии в слое толщиной dx некоторого числа ndx частиц, скорость которых на величину и меньше скорости движения жидкости, течение жидкости замедляется в результате ее трения о частицы. Суммарная сила трения частиц / = bundx уравновешена разностью сил трения на границах слоя ( d . Поскольку у = dutdx, то d = (d u/dx )dx, и тогда [c.717]

В соответствии с цепочечной моделью тиксотропных систем [9] действие поля в том и другом случае сводится к появлению предельного напряжения сдвига или равного ему начального момента сил трения Мс = 2nrFJЪ и к их увеличению предсказуемым образом с увеличением напряженности поля за счет увеличения силы сцепления частиц Если предполагать, что защитная оболочка на поверхности частиц является жесткой, то расстояние г между центрами соседних частиц в цепи можно считать не зависящим от напряженности поля. Начальный момент сил, как и предельное напряжение сдвига, является в феррожидкостях динамической характеристикой прочности цепей и экспериментально определяется экстраполяцией силы трения (момента сил) к нулевой скорости сдвига или вращения соответственно. Статическая прочность на сдвиг в феррожидкостях отсутствует. Примечательно, что для появления у дисперсной системы динамической прочности не требуется наличия сплошной структуры. Различия в поведении феррожидкости в потоке и во вращающемся поле возникают только в сильно коагулированных системах, в которых вместо линейных цепочек образуются более или менее округлые флокулы. Поэтому величина крутящего момента уменьшается, а не увеличивается при увеличении концентрации коагулятора. [c.761]