Турбулентность высокоэластическая

Высокая вязкость и эластичность расплавов (р-ров) полимеров существенно осложняет их течение через отверстия фильеры. Входные эффекты м. б. причиной неравномерности течения вследствие турбулентности высокоэластической, приводящей обычно к скручиванию струй. Для снижения входных потерь и рассредоточения энергии входа каналы фильеры имеют конусный вход (под углом 20°). При течении прядильной жидкости через канал не достигается, по-видимому, установившийся режим течения, хотя в ряде работ показана линейная зависимость между падением давления и длиной капилляра начиная с бесконечно малой длины (остроконечный капилляр). [c.374]

В реальных условиях, особенно при течении вязких полимерных растворов через капилляры или патрубки (возможными концевыми эффектами пренебрегаем), этот эффект накопления избыточной высокоэластической деформации проявляется в виде высокоэластической турбулентности струя начинает пульсировать, при застывании расплава поверхность его становится неровной (эффект, который технологи называют акульей шкурой ) и т. п. При продольном течении (гл. VI) может происходить по сходным причинам разрыв струи или выдергивание раствора из капилляра. [c.177]

О третьем механизме прекращения течения мы упоминали в гл. V в связи с эластической турбулентностью. Этот механизм обычно наблюдается при капиллярном (т. е. сдвиговом) течении, но в действительности также не связан с геометрией течения, а обусловлен накоплением высокоэластической деформации, которое может происходить и при сдвиговом, и при продольном течении. Наглядно такой процесс можно себе представить не как относительно резкий релаксационный переход из одного структурно-жидкого (вязкотекучего) состояния в другое (высокоэластическое), а как постепенное превращение жидкости в каучук в какой-то момент возвращающая энтропийная сила (см. гл. П1 и IV) становится равна внешней деформирующей и течение останавливается или становится существенно нестационарным. [c.222]

Критические значения Не обычно составляют 2100—2320 выше этих значений наблюдается турбулентный режим течения. Число Вайссенберга характеризует отношение высокоэластических сил к вязким силам и является мерой обратимой деформации сдвига. Для течения в круглой трубе число Вайссенберга выражают как [c.37]

Головка экструдера — это профилирующий инструмент, придающий необходимую форму струе полимера, выдавливаемой из машины. От степени совершенства конструкции головки в значительной мере зависит точность поперечных размеров экструдируемого изделия и качество его поверхности. В соответствии с этим назначением конструкция головки должна удовлетворять следующим требованиям I) конструкция головки должна обеспечивать трансформирование поперечного сечения потока с целью придания ему формы, соответствующей сечению экструдируемого изделия 2) конфигурация профилирующей щели головки должна быть выполнена с учетом искажений формы струи, возникающих в результате высокоэластического восстановления 3) геометрические размеры профилирующей щели и углы выхода должны обеспечивать возможность работы с максимальными значениями производительности, при которых еще не наблюдается эластической турбулентности 4) конфигурация каналов головки должна исключать образование в ней зон застоя 5) головка должна обладать достаточным сопротивлением, чтобы на выходе из червяка создавалось противодавление, обеспечивающее качественное смешение и гомогенизацию полимера 6) конструкция профилирующих органов головки должна быть достаточно жесткой, чтобы прк любых рабочих давлениях [c.315]

Для коротких мундштуков диаметр экструдата при эластической турбулентности резко увеличивается с повышением давления, так как возрастает доля входовой высокоэластической деформации, релаксирующей за выходным отверстием. Влияние ограничивающих стенок отверстия сказывается на направлении деформации. В длинных мундштуках результатом релаксации является уменьшение диаметра экструдата. Следует, однако, отметить, что вязкоупругое поведение каучуков и резиновых смесей характеризуется не одним параметром, а широким спектром времен релаксации, поэтому даже при общем ламинарном характере течения может возникнуть эластическая турбулентность в отдельных микрообъемах. [c.92]

Исследование влияния реологических свойств смесей на их поведение при профилировании [51, 53] показало, что качество экструдатов не связано непосредственно с вязкостью профилируемых смесей, а определяется в основном их высокоэластическими свойствами. Так, при определенных соотношениях между содержанием наполнителя и пластификатора для СКН-26М (3 1) смеси с различным содержанием наполнителя имели одну и ту же вязкость. С увеличением содержания сажи в смесях СКН-26 диаметр экструдата уменьшается при одновременном улучшении качества поверхности. Особенно резко улучшается качество экструдатов смесей при содержании наполнителя 40—60 масс. ч. Если содержание сажи менее 30 масс, ч., то во всем диапазоне скоростей и температур профилирования резиновых смесей наблюдается эластическая турбулентность. В смесях СКН-26 с 40 масс. ч. сажи для каждого мундштука установлено определенное критическое давление, выше которого наблюдается эластическая турбулентность. Когда содержание сажи в смеси превышает 60 масс, ч., во всем диапазоне скоростей и температур профилирования не удается достигнуть эластической турбулентности. [c.93]

На выходе полимера из канала концентрация напряжения до величины критических значений также приводит к локальному отрыву полимера от стенки канала. В результате из канала выбрасывается малая порция в той или иной степени отрелаксировавшего полимера. За ней следует порция полимера, находящегося под действием более высокого напряжения. Соответственно на струе полимера, выходящей из канала, появляются участки большего и меньшего диаметров (как результат большей и меньшей релаксации напряжений). Когда внутри канала на стенках напряжение достигает значения, равного одной пятой критического, в зоне у кромки оно поднимается до критического. Таким образом, это объясняет, почему при ньютоновском режиме течения полибутадиена в канале на выходе из него могут наблюдаться мелкомасштабные периодические искажения формы экструдата. Другой важный вывод заключается в том, что причина появления мелкомасштабных искажений формы экструдата и усиления этих искажений с повышением напряжений и скоростей сдвига та же, что и у эффекта срыва — переход полимера в высокоэластическое состояние или такое приближение к этому состоянию, когда доминирующее влияние на деформируемость полимера оказывает снижение его текучести. Это объясняет однозначную связь параметров, определяющих срыв, и появление эластической турбулентности. [c.377]

Эластическое число Рейнольдса равно высокоэластической деформации сдвига, причем эластическая турбулентность наблюдается у различных полимеров при относительной величине эластической деформации сдвига около 7, например 6,4—6,9 для полиэтилена, 7,1—7,7 для полистирола и 7,2 для полиметилметакрилата По последним данным, критические значения высокоэластической деформации лежат в пределах от 4 до 8, по прямым экспериментальным измерениям эта величина близка к 4,5—5. [c.52]

Эластическая турбулентность возникает обычно в тех случаях, когда величина высокоэластической составляющей деформации полимера превышает 500% ([4], стр. 108). Эластическая турбулентность характеризуется значениями и — критическими значениями напряжения и скорости сдвига, при которых искажается форма струи расплава. Введение в полимер компонентов, не способных к большим высокоэластическим деформациям, приводит к увеличению тгс и у . Такими компонентами являются, например, наполнители и особенно микрогель — пространственно сшитые частички полимера коллоидных размеров. [c.177]

При течении р-ров и расплавов полимеров скорость деформирования О может оказаться столь большой, что релаксация не будет успевать происходить и материал потеряет текучесть. Если нек-рое характерное для системы время релаксации равно 0, то критич. условие потери текучести может формулироваться как /)0=С, где С — нек-рая константа. При )0>С материал не может течь и переходит в высокоэластич. состояние (ведет себя как сшитый эластомер). В таком случае при продавливании его через канал он теряет адгезию к стенкам и начинает скользить по ним. Это приводит к скачкообразному росту объемного расхода и проявляется в виде турбулентности высокоэластической. Если когезионная прочность меньше адгезионной, то в материале возникают разрывы. Особенно это важно для режима одноосного растяжения, когда нет внешней стенки и переход в высокоэластич. состояние приводит к разрыву материала при достижении достаточно больших степеней вытяжки. Критич. напряжения, соответствующие критич. скоростям деформации при сдвиге, обычно лежат в диапазоне 0,1—0,3 Мн1м (1-10 — 3-10 дин см ) и не зависят от мол. массы и молекулярно-массового распределения полимера, однако они убывают по мере введения в систему растворителя (пластификатора). Критич. скорости деформации В, напротив, очень чувствительны к молекулярному составу полимера, что на практике открывает возможности направленного регулирования критич. условий деформирования. [c.174]

Упомянутые идеализированные варианты были использованы прнменлтельно к полимерам, которые в покое были скорее в стеклообразном, нежели структурно-жидком деформационном состоянии. В принципе, определенные удобства для разделения вязких и высокоэластических составляющих деформаций и соответственно зондирования релаксационного спектра представляет невулкани-зованные или недовулканизованные каучуки. (Конечно, при этом приближение к вязкому течению осуществляется со стороны высокоэластического состояния). В этом случае при достаточно широком диапазоне изменения Р (или растягивающего напряжения) удается довольно существенно менять и у. не попадая в экстремальные условия, когда начинают работать термокинетические эффекты структура сетки меняется при этом не слишком сильно, а механизмы прекращения течения не связаны с фазовыми превращениями. Особенно удобны опыты такого рода (течение каучуков через патрубки) для наблюдения высокоэластической турбулентности. Однако указанные системы не находятся в типичном вязкотекучем состоянии и потому здесь не рассматриваются. [c.183]

В большинстве случаев расплавы полимеров обладают высокой эластичностью. Высокоэластические свойства расплава обычно не учитывают, рассматривая режим установившегося течения. Сравнительно недавно Шулкен и Бой предложили интересную модель для описания развивающейся во времени высокоэластической деформации и применили ее при качественном анализе процесса возникновения нерегулярностей струи , или эластической турбулентности . Фредериксон останавливается на методах, позволяющих характеризовать в общем реологические свойства жидкости по данным, полученным в режиме установившегося течения. [c.89]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология