Напряжение сдвига, жидкости неньютоновские

Для определения реологических характеристик неньютоновских жидкостей экспериментально устанавливают зависимость между напряжением сдвига и градиентом скорости и изображают ее графически, откладывая на осях ординат и абсцисс соответственно значения градиента скорости и напряжения сдвига или пропорциональных им величин. Такие графики называют кривыми течения. [c.127]

Реологические характеристики неньютоновских жидкостей обычно иллюстрируют графиком зависимости напряжения сдвига т от скорости сдвига у (рис. Х-1, а). Кажущаяся вязкость связана с напряжением и скоростью сдвига уравнением [c.182]

Вернемся к безынерционным движениям, однако теперь мы будем рассматривать фильтрацию неньютоновской жидкости, характеризующейся предельным напряжением сдвига достижения которого жидкость ведет себя как твердое тело, а после достижения напряжением сдвига т предельного сдвигового напряжения т -как вязкая жидкость под действием избыточного напряжения сдвига т — Тд. Таково поведение многих нефтей, в частности, нефтей на месторождениях Прикаспия. Тогда к определяющим параметрам добавляется параметр Tq и появляется новый безразмерный параметр подобия [c.32]

На лабораторной установке проведены эксперименты с целью определения коэффициента теплоотдачи от раствора парафинового дистиллята при изменении кратности разбавления сырья, температуры и частоты вращения скребков. Кроме того бшш проведены замеры необходимых параметров на промышленных скребковых кристаллизаторах и рассчитаны теплофизические свойства растворов сырья. При определении динамической вязкости дистиллята и его растворов на ротационном вискозиметре Реотест-2 установлено, что при температуре на 7-9°С ниже температуры насыщения парадом суспензия становится неньютоновской жидкостью. По зависимости напряжения сдвига от градиента скорости установлено, что условная динамическая вязкость в этом случае определяется по формуле [5] [c.84]

Коэффициент пропорциональности 1] называется динамической вязкостью, величина 1/г) - текучестью. В технических расчетах часто пользуются величиной кинематической вязкости у-т)/р, где р - плотность жидкости. Жидкости, вязкость которых не зависит от напряжения сдвига Г/5, называют ньютоновскими. Жидкости, не обладающие постоянной вязкостью, называют неньютоновскими (аномальными). Их вязкость является величиной переменной. [c.115]

Наблюдаемое (см. рис. 1У-34) для растворов неполярных веществ различие в характере изменения проницаемости объясняется следующим образом. При различной подвижности моЛекул компонентов смеси малоподвижные молекулы неполярного вещества частично блокируют вход в поры, а в порах сужают сечение потока жидкости. Поэтому в данном случае связанный слой проявляет свойства неньютоновских жидкостей [229], вязкость которых зависит от создаваемого напряжения сдвига, и течение этого слоя через поры начинается только при достижении определенного сдвигового напряжения — выше предельного. Поэтому зависимость проницаемости водных растворов полярных веществ от давления не должна экстраполироваться в начало координат, что и подтверждается экспериментальными данными (см. рис. 1У-13). [c.219]

Показатель степени v численно равен значению первой производной функции, определяющей зависимость логарифма градиента скорости от логарифма напряжения сдвига. Для неньютоновских жидкостей V = 1 4. [c.226]

Одни исследователи стали искать в кипящем слое типичную для неньютоновских жидкостей характеристику — предельное напряжение сдвига [209]. Другие же объясняли наблюдавшиеся аномалии тем, что при применении вискозиметров движущееся и в особенности вращающееся тело вызывает существенные нарушения структуры кипящего слоя не только в непосредственной близости к движущейся поверхности, но и на заметных расстояниях от последней. [c.159]

Неньютоновские жидкости могут определяться как жидкости, в которых вязкость не постоянная, а изменяется в зависимости от скорости сдвига или напряжения сдвига. Большинство современных моторных масел являются всесезонными и содержат в своем составе высокомолекулярные полимеры. [c.23]

Логарифмические координаты. Более полезны (по сравнению с декартовыми) графики, в которых зависимость скорости от напряжения сдвига нанесена в логарифмических координатах. Пример такой зависимости приведен на рис. 3.6. Жидкости, как ньютоновская, так и неньютоновская, дают прямые линии, но наклон линии ньютоновского битума А равен 1,0, а наклон линии неньютоновского битума Б меньше единицы. [c.116]

Третьим типом неньютоновских жидкостей, реологические характеристики которых не зависят от времени действия напряжения, являются бингамовские пластичные жидкости. График зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига (кривая те- [c.182]

И разрушение структуры, тем больше, чем выше градиент скорости движения жидкости, причем каждому градиенту скорости соответствует определенная степень разрушения структуры или деформации и ориентации молекул или элементов структуры. Вследствие этого в неньютоновских жидкостях существует более сложная зависимость между напряжением сдвига и градиентом скорости, чем для обычных жидкостей. [c.127]

Це — эффективная вязкость неньютоновской жидкости р — плотность т — напряжение сдвига [c.240]

Для многих неньютоновских жидкостей зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига определяют уравнением [c.183]

Уравнение Пуазейля применимо в области невысоких давлений, где течение жидкостей ламинарно. Оно показывает, что для нормально вязкой жидкости скорость истечения из капилляра прямо пропорциональна напряжению сдвига. Графически это показано на рис. 23.8, У, из которого видно, что течение ньютоновской жидкости в координатах скорость течения — давление изображается прямой линией, проходящей через начало координат. В области турбулентного течения закон Пуазейля не выполняется (участок бв кривой 1 рис. 23.8). Неньютоновские системы не подчиняются закону Пуазейля (рис. 23.8, 2) ни в области малых, ни в области больших давлений, за исключением участка де. Из закона Пуазейля следует, что для ньютоновской жидкости справедливо выражение [c.382]

На рис. 34 (кривая 1) показана зависимость эффективной вязкости неньютоновской нефти из скв. 1330 Арланского месторождения от напряжения сдвига. При течении жидкости через капилляр напряжение сдвига т рассчитывается так [c.86]

М — динамическая вязкость неньютоновской жидкости Р — длина плунжера т — предельное напряжение сдвига. [c.29]

В практике исследования неньютоновских жидкостей, встречающихся в процессах нефтедобычи, основной методикой получения зависимостей эффективной вязкости и напряжения сдвига от скорости деформации является ротационная вискозиметрия с воспринимающими элементами типа коаксиальные цилиндры и конус-плоскость . Интерпретация полученных зависимостей связана с некоторыми затруднениями. Прежде всего следует отметить, что течение жидкости в зазоре прибора (коаксиальные цилиндры, параллельные диски, конус - плоскость и т.д.) радиально, то есть отличается от условий чистого сдвига (линейное течение), и часть прилагаемой к жидкости энергии тратится на сообщение ей центростремительного ускорения (неустойчивость Куэтта). Поэтому наблюдаемая вязкость системы оказывается ниже истинной, и чем больше прилагаемое напряжение сдвига, тем больше отклонение. Кроме того, непосредственное измерение истинного пластического напряжения сдвига в большинстве ротационных вискозиметров невозможно, что вызвано трудностью измерений очень малых скоростей и напряжений сдвига. Поэтому То приходится вычислять [c.50]

Ранее был рассмотрен принцип создания давления при течении ньютоновской жидкости между параллельными пластинами. Однако в большинстве своем расплавы полимеров являются неньютоновскими жидкостями. Поэтому рассмотрим влияние неньютоновского поведения расплава на создание давления при этом виде течения. Поскольку наиболее важным в данном случае неньютоновским свойством является зависимость скорости сдвига от напряжения сдвига, используем модель жидкости, описываемую степенным законом [1, 2]. Для рассматриваемого течения уравнение степенной жидкости будет иметь вид [c.311]

Общий вид кривой течения неньютоновской жидкости приведен на рис. 10.3. В области малых значений Р и с1и/(1х кривая имеет прямолинейный участок, т. е. раствор в этих условиях течет как ньютоновская жидкость, обладающая большой вязкостью т о=с1 а1. Постоянство вязкости на этом участке объясняется тем, что при малых значениях Р процессы ориентации и деформации макромолекул не влияют на вязкость жидкости. Этот начальный прямолинейный участок кривой бывает настолько малым, что его не всегда удается обнаружить (рис. 10.2, кривая 1). Вязкость 1)0, соответствующая малым значениям Р, может быть настолько велика, что в этих условиях материал можно считать твердым телом, не обнаруживающим течения при напряжениях сдвига (рис. 10.2, кривая 2) меньших Р (предельного статического напряжения). [c.153]

Этот подход к описанию двухмерного потока идентичен концепции, которая развивается в методах классического анализа, известных как метод сеток , или метод дискретных элементов . Физически МКЭ отличается от метода сеток только тем, что в нем элементы представляют собой двух- или трехмерные фигуры [30]. Метод сеток является простейшим методом, который был модифицирован для описания течения неньютоновских жидкостей заменой постоянной ньютоновской вязкости на эквивалентную ньютоновскую вязкость [31 ], однозначно связанную с локальным значением напряжений сдвига на стенке, в свою очередь зависящим от локальной величины градиента давлений. И то, и другое можно определить повторным решением системы алгебраических уравнений относительно Pi j, причем при каждой итерации пересчитываются значения вязкостей. Этот метод применялся для описания двухмерного течения при заполнении литьевых форм и в экструзионных головках. [c.601]

Весьма важной характеристикой полимерной системы является, энергия активации вязкого течения (см. 2). Ее определяют из температурной зависимости вязкости в режиме постоянного напряжения сдвига, поскольку, как впервые отметил Бартенев, для неньютоновских жидкостей, в принципе, энтальпия активации вязкого течения Н является зависимой от градиента скорости функцией . В обычных условиях эксперимента значение Н не зависит от напряжения сдвига (некоторые специальные случаи не рассматриваются). Более существенно заметить, что величина Н зависит от температуры. При измерениях в широком интервале температур формула Френкеля — Аррениуса с энергией активации вязкого течения, независимой от температуры, становится несправедливой, [c.179]

Деформации материальных тел, имеющих ньютоновскую вязкость, называются ньютоновским течением, а сами тела называются ньютоновскими жидкостями. Вязкость структурированных систем в большинстве случаев зависит и от напряжения сдвига, и от времени. Деформации материальных тел, для которых вязкость зависит от напряжения сдвига и времени, называются неньютоновскими течениями, сами тела — неньютоновскими. [c.132]

Соотношение между напряжением сдвига т и скоростью сдвига у для неньютоновских жидкостей обычно определяют в соосноцилиндрических вискозиметрах. Кригер и Марон [И] предложили [c.189]

Единственным видом капиллярных вискозиметров, в которых успешно могут исследоваться в щироком интервале напряжений вязкостные свойства неньютоновских жидкостей, являются вискозиметры постоянного расхода, В таких приборах скорость сдвига не постоянна поперек канала, а изменяется от нуля на оси капилляра до максимума на стенке. Следовательно, результаты измерений и их истолкование не столь очевидны и достоверны Часто скорость сдвига может не быть одтюзначной функцией напряжения сдвига даже для реостабильных жидкостей. Причина заключается в том, что стенка способствует повышенному ориентированию тех молекул или частиц, которые находятся вблизи ее. Это приводит к возникновению эффекта проскальзывания на стенке. [c.16]

Течение суспензий, к которым относятся буровые растворы, содержащие в больших количествах частицы, более крупные, чем молекулы, не подчиняется законам Ньютона. Поэтому их относят к классу под общим названием неньютоновские жидкости . Зависимость, напряжения сдвига от скорости сдвига неньютоновских жидкостей определяется их составом. Глинистые буровые растворы со значительной долей твердой фазы ведут себя приблизительно в соответствии с теорией пластического течения Бингама. Согласно этой теории, для того чтобы началось течение бингамовской жидкости, к ней должно быть приложено некоторое конечное усилие при более высоких значениях приложенных усилий она будет течь как ньютоновская [c.21]

Неньютоновскими называют жидкости, вязкость которых зависит от напряжения сдвига. Эти жидкости не подчиняются закону Ньютона в форме (5,1), В зависимости от вида функциональной связи вязкости с напряжением сдвига неиьютоновские жидкости можно [c.141]

Цель работы получение кривых течения для ньютоновской жид ости (воды) и неньютоновской жидкости (раствора полимера при двух концентрациях) определение предельного напряжения сдвига и вязр ости растворов полимера построение графиков зависимости вязкости от нагрузки. [c.188]

Для неньютоновских жидкостей вводится понятие кажущейся вязкости. Под ней подразумевают вязкость неньютоновской жидкости, у которой скорость деформации под действием заданного напряжения сдвига равна скорости деформации рассматриваемой неньютоновской жидкости. Связь кажущейся вязкости с реологическими свойствами неньютоновской жидкости может быть представлена выражением [c.144]

В промышленности все большее значение приобретают переработка и перемешивание высоковязких (неньютонов-скпх) жидкостей. Вязкость ньютоновской жидкости не зависит от усилия сдвига и одинакова в любой точке сосуда. Кажущаяся вязкость неиьютоновской жидкости, наоборот, зависит от величины напряжения сдвига и скорости сдвига в этой точке сосуда, а также может зависеть от предыстории жидкости. Очевидно, что скорость сдвига наибольшая в непосредственной близости к мешалке и фактически экспоненциально уменьшается с увеличением расстояния от оси мешалки [11. Зависимость, кажущейся вязкости от скорости сдвига определяет поле вязкости в сосуде. Так как это, в свою очередь, влияет на процесс перемешивания, кратко рассмотрим поведение различных неньютоновских жидкостей. [c.182]

График зависимости между напряжением и скоростью сдвига называют кривой течения . Для ньютоновских жидкостей кривая течения представляет собой прямую линию 1 с тангенсом угла наклона,равным ц (рис. 5). Все жидкости, кривые течения которых отличаются от ньютоновской, но касательное напряжение зависит только от скорости сдвига, называются неньютоновскими и относятся к так называемым реостабильным жидкостям. Вязкость неньютоновских жидкостей не остается постоянной при заданных температуре и давлении, а зависит от других факторов, таких как предистория жидкости, скорость деформации сдвига, конструктивные особенности аппаратуры и др. Кривые течения реостабильных неньютоновских жидкостей представлены на рис. 5(с). [c.20]

Механизм возникновения высоких напряжений сдвига в неньютоновской жидкости был рассмотрен Боленом и Коллвелом. [30]. Они анализировали работу так называемого идеального смесителя, состоящего из двух коаксиальных цилиндров, один из которых вращался и имел выступ шириной 2, расположенный по образующей. Основная часть кольцевого канала длиной 2 между цилиндрами имеет высоту Я, а часть над выступом — высоту к. Все рассмотрение ведется на единицу длины смесителя, пероендикулярную к плоскости (рис. 3.16). [c.132]

Теперь разберем вопрос возникновения высоких напряжении сдвига в неньютоновской жидкости, который, возможно, яв ляется ключевыд вопросом процесса диспергирующего смешения [c.360]

Итак, приведенный выше пример иллюстрирует важную роль реологических свойств смешиваемых компонентов, поскольку реологические свойства определяют характер распределения напряжений в зазоре между цилиндрами. Напряжение сдвига обратно пропорционально квадрату радиуса, т. е. т 1/р . Этим течение в зазоре между коаксиальными цилиндрами отличается от течения между параллельными пластинами, где напряжение постоянно. (Разумеется, при малой кривизне таким различием можно пренебречь.) Поэтому у стенки внутреннего цилиндра напряжение сдвига велико, а у стенки внешнего цилиндра — мало, результатом чего и являются высокая у стенки внутреннего цилиндра и низкая у стенки внешнего цилиндра скорости сдвига ньютоновской жидкости. Однако, если жидкость имеет неньютоновский характер течения (аномальновязкая жидкость), то вязкость тоже меняется по сечению зазора у внутреннего цилиндра она относительно низкая, а у внешнего — относительно высокая. Поэтому чтобы поддерживать требуемое распределение напряжений, скорость сдвига у стенки внутреннего цилиндра нужно увеличивать, а у стенки внешнего цилиндра — уменьшать, вследствие чего ФРД будет расширяться. [c.378]

В широком интервале концентраций растворы полимеров про- являют свойства неньютоновских жидкостей, т. е. для них не выполняется формула, связывающая скорость сдвига с1и1йх с напряжением сдвига Р [c.152]

Выпадение кристаллов парафина в ПЗП и стволе добывающих скважин обусловлено изменением термодинамического равновесия в результате эксплуатации скважин с забойными давлениями ниже давления насыщения, обводненности скважин, охлаждения ПЗП в процессе бурения, перфорации, проведения капитальных ремонтов и т.д. Так, уменьщение газосодер-жания нефти при снижении давления ниже давления насыщения в процессе разработки залежи вызывает увеличение температуры насыщения нефти парафином, вьвделение из нефти кристаллов парафина, что существенно ухудщает условия фильтрации [62]. Кристаллы парафина могут образовывать в поровых каналах скопления (агрегаты), вызьшая дополнительные увеличения фильтрационных сопротивлений для нефти [41]. Исследованиями авторов [12, 43, 53] установлено, что парафинистые нефти при температурах, близких к температуре насыщения нефти парафином или ниже ее, ведут себя как неньютоновские жидкости - возрастает предельное напряжение сдвига и начальный градиент давления сдвига. Таким образом, снижение температуры пласта из-за закачки холодной воды и нарущения термодинамического равновесия пластовой системы приводит к выпадению кристаллов парафина в пористой среде и как следствие к снижению продуктивности добывающих и приемистости нагнетательных скважин, уменьщению коэффициента охвата пласта заводнением по толщине и в некоторых случаях может вызвать полное отключение некоторых пропластков из активной выработки [41]. [c.106]

Другой простой пример неньютоновской жидкости - псевдопластики (см. линия 3 на рис. 2.4), или тела Оствальда, для которых увеличение напряжения сдвига приводит к уменьшению вяз- [c.47]

Рис. 96. Заинсплюсть скорости деформации от напряжения сдвига, 1 — ньютоновская жидкость, 2—неньютоновская жидкость, 3—пластичные системы

Снижение подвижности (вязкости) мазута ВПН связанно, прежде всего, с наличием высокомолекулярных парафинов и церезинов. Для того, чтобы воздействовать на структуру неньютоновской жидкости (к которой относятся высоковязкие нефти, мазуты, гудроны и так далее.), то есть снизить их сдвиговую прочность, необходимо подбирать такие добавки, которые могли бы разрушать структурный каркас, создаваемый парафинами (церезинами) и другими высокомолекулярными компонентами или препятствовать его возникновению. С этой целью можно использовать углеводородные растворители (прежде всего ароматического характера) или синтетические поверхностно - активные вещества (СПАВ). Используемые для данного рода деятельности СПАВ должны отвечать следующим основным требованиями а) должны быть маслорастворимыми (вода повышает температуру застывания и осложняет транспортировку мазута ВПН) б) они не должны вызывать коррозию металла с) не оказывать отрицательных последствий при дальнейшей переработке мазута (отравлять катализаторы продуктами распада). К т ким веществам, прежде всего, относятся депрессаторы и модификаторы парафина. Известно, что некоторые из СПАВ, вводимые в высоковязкую нефть и нефтяные остатки, существенно умен яиот напряжение сдвига, эффективную вязкость и увеличивают подвижность остатка с неразрешенной структурой. [c.30]

Классификация и реологические свойства иеньютоиовских жидкостей. Для получения расчетных уравнений, описывающих течение неньютоновских жидкостей, следует установить связь между напряжениями сдвига и скоростью деформации. Касательные напряжения т , как известно, являются функцией градиента скорости [c.144]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология