Пластическая вязкость жидкостей

Ф, Н. Шведов, основатель коллоидной механики, исследуя свойства структурированной жидкости в 1889 г., а затем Бингам в 1916 г. показали, что пластичные тела характеризуются в первом приближении двумя константами пределом текучести и так называемой пластической вязкостью, которая остается практически постоянной в некоторой области выше предела текучести, тогда как обычная эффективная вязкость в этой области резко падает с возрастанием напряжения сдвига. Постоянство пластической вязкости соответствует приближенной применимости двучленного уравнения Шведова Бингама для сопротивления пластичного потока [c.177]

Различают пластическую (бингамовскую) вязкость, которая характеризует пластические свойства жидкости. Обычно пластическая вязкость определяется по кривой течения жидкости с помощью уравнения Шведова - Бингама . [c.23]

При отсутствии структурной сетки значение 0, очевидно, равно нулю и уравнение Бингама переходит в уравнение Ньютона, а пластическая вязкость т) — в истинную вязкость жидкости. Бингам принимает, что как только Р превысит 0 и начнется течение, вязкость системы сразу принимает постоянное значение. При таких [c.329]

Таким образом, эффективную вязкость можно рассматривать состоящей из двух компонентов пластической вязкости, соответствующей вязкости ньютоновской жидкости, и структурной вязкости, которая характеризует сопротивление сдвигу, вызываемое тенденцией содержащихся в бингамовской жидкости твердых частиц образовывать структуру. Как видно из рис. 5.5, хо/у составляет часть общего сопротивления сдвигу, уменьшающуюся с увеличением скорости сдвига следовательно, с ростом скорости сдвига эффективная вязкость снижается. [c.173]

Рис. 2.3. Линия консистентности и зависимость пластической вязкости // от напряжения сдвига г для пластических жидкостей

Для характеристики течения структурированных жидкостей и пластичных тел следует использовать не пластическую, а эффективную вязкость т], которая уменьшается с ростом действующего напряжения сдвига в системе. При малых напряжениях сдвига эффективная вязкость имеет наибольшее значение, равное г 0 вязкости жидкости с практически неразрушенной структурой. При больших напряжениях сдвига эффективная вязкость уменьшается до предельного значения т)мин — вязкости, отвечающей полному разрушению структуры (при условии сохранения ламинарности потока). [c.330]

Уравнение Бингама является приближенным, так как величина Рб, характеризующая степень структурообразования в системе, является экстраполяционной и не имеет четкого физического смысла. Пластическая вязкость соответствует наименьшей вязкости аномально вязкой системы — псевдопластической жидкости или твердообразного тела на участке вг, где вязкость не зависит от давления (см. рис. 23.7, 2). [c.387]

Сложное внутреннее строение различных жидкостей, в том числе нефтей и нефтепродуктов, обусловливает большое разнообразие их реологического поведения. В связи с этим при проектировании и эксплуатации трубопроводных систем появляется необходимость в изучении реологических свойств перекачиваемых жидкостей, т.е. свойств,от которых зависит характер их течения. В трубопроводном транспорте реологические характеристики нефтей и нефтепродуктов оцениваются следующими параметрами вязкостью (ньютоновской), пластической вязкостью, эффективной вязкостью начальным (статическим) напряжением сдвига, предельным динамическим напряжением сдвига и температурой застывания. [c.3]

I — предельное динамическое напряжение сдвига 2 — бингамовская пластичная жидкость 3 — пластическая вязкость 4 — жидкость, подчиняющаяся степенному закону 5 —обычный буровой раствор 6 — ньютоновская жидкость 7 — вязкость [c.20]

К бингамовским жидкостям обычно относят материалы, имеющие в состоянии покоя достаточно жесткую пространственную структуру, которая разрушается только при достижении определенной величины напряжения сдвига р . После этого при р ро система ведет себя как неньютоновская жидкость, свойства которой характеризуются пластической вязкостью . [c.59]

Очевидно, система, подчиняющаяся уравнению Бингама, при Р < 6 пе течет и ведет себя как твердое тело. При Р > 0 система ведет себя как жидкость с постоянной пластической вязкостью ц. [c.129]

Изучение кривых зависимости предельной наибольшей пластической вязкости практически неразрушенной структуры от концентрации введенной дисперсной фазы — асфальтенов — так называемых кривых структурообразования показало, что в слабо структурированной смолами дисперсионной среде из смеси парафино-нафтеновых и ароматических углеводородов в зависимости от объемного содержания асфальтенов могут возникнуть три вида структур. При малых концентрациях асфальтенов система представляет собой ньютоновскую жидкость — разбавленную суспензию асфальтенов. Начиная с некоторой критической концентрации, в системе возникают агрегаты или другие вторичные структурные [c.50]

Существует определенная граница между гидравлическим и пластическим течениями, характеризующая переход одного вида течения в другой. В случае гидравлического течения количество жидкости, вытекающей из трубы, пропорционально давлению, какова бы ни была вязкость жидкости кроме того, если жидкость однородна, то в сообщающих-ся сосудах она устанавливается на одинаковом уровне. Теоретически для осуществления гидравлического течения достаточно приложит , самое незначительное давление. [c.200]

Пластическую вязкость и предельное динамическое напряжение сдвига бингамовской вязкопластичной жидкости лучше всего определять с помощью ротационного вискозиметра с коаксиальными цилиндрами. Важным достоинством этого прибора является то, что при частоте вращения ротора выше некоторого критического значения жесткое ядро можно исключить, в результате чего график консистенции становится линейным. [c.175]

Дпя ньютоновских жидкостей предельное напряжение сдвига равно нулю, и уравнение (2.4) переходит в закон Ньютона, а пластическая вязкость - и истинную вязкость. Из уравнения (2.4) следует система до Гд упруго деформируется, после этого течет с постоянной пластической вязкостью [c.12]

Здесь Цпл — постоянная (аналогичная вязкости обычной жидкости), называемая пластической вязкостью. [c.89]

Между гидравлическим и пластическим течениями существует определенная граница, при которой одно течение переходит в другое. При гидравлическом течении количество жидкости, вытекающей из трубки за счет того или иного давления, по закону Пуазейля пропорционально этому давлению, какова бы ни была вязкость жидкости кроме того в случае однородной жидкости в сообщающихся сосудах устанавливаются одинаковые уровни. Теоретически для осуществления гидравлического течения достаточно приложить самое незначительное давление. [c.319]

При малых давлениях жидкость не течет. При некотором избыточном давлении начинается медленное пластическое течение жидкости с высокой вязкостью при незначительном разрушении структуры системы. С ростом давления и скорости течения происходит разрушение структуры. Течение с разрушенной структурой характеризуется прямолинейным отрезком и описывается уравнением [c.59]

Структурированные суспензии обладают свойствами бингамовских пластичных жидкостей, для которых можно записать реологическое уравнение в виде т - т,. + i 4vldx, где Тс — предельное напряжение сдвига, приводящее к разрушению структурированной системы ц, — эффективная вязкость, тождественная пластической вязкости fin в уравнении (5.2). [c.146]

Таким образом, для малопрочных твердообразных структур течение состоит, по крайней мере, из трех характерных участков изменения вязкости (т)о, T)oi), (т]01, т]о), (т]о, Т1 ). Особенностью полной реологической кривой вязкости, отвечающей такому течению, является наличие уровней изменения эффективной вязкости от наибольшего до наименьшего с промежуточными уровнями, определяемыми пластическими вязкостями т]о и tjoi. В соответствии с моделью течения эти уровни характеризуют набор связей структуры различной прочности. Если исходить из этого, уровень т]о, отвечающий весьма малому предельному напряжению сдвига, характеризует наиболее слабые связи в пространственной структуре, возникающие в самой дисперсионной среде (например, в полярных жидкостях). Уровни tiS и t]Si характеризуют прочности вандерваальсовых связей между частичками твердой фазы различных коагуляционных структур. [c.165]

Введение асфальтенов в повышающейся концептрации приводит, начиная со сравнительно небольших степеней заполнения (12%), к резкому увеличению предела текучести и наибольшей пластической вязкости. Измерить реологические свойства моделей с концентрацией асфальтенов свыше 20% не удается вследствие резкого повышения вязкости системы. Напротив, модели серии М с добавкой ОДА представляют собой истиппые жидкости вплоть до самых высоких объемных концентраций асфальтенов. [c.209]

Как видно из рис. 50, введение аминов ОДА снижает наибольшую пластическую вязкость, а также статический предел текучести всех модельных систем. Это особенно ярко проявляется на моделях Ai и. Мз, имитирующих I и П1 тип дисперсной структуры. Для этих систем снижение вязкости и предела текучести наблюдается при введении малых количеств (0,3—0,5%) ОДА и далее продолжается во всем диапазоне исследуемых концентраций (до 2—2,5%). Следует отметить, что при введении около 1,5—2,0% ОДА предел текучести становится очень малым, что свидетельствует о практическом исчезновении твердообразных свойств системы. Для системы Мг (И тип дисперсной структуры) действие ОДА проявляется менее заметно и лишь при малых концентрациях добавки (0,5%). Дальнейшее увеличение ее количества практически не изменяет вязкости системы. Следовательно, при наличии коагуляционной структурной сетки из асфальтенов Му и М ) добавка, адсорбируясь на лиофоб-кых участках их поверхности с блокировкой контактов, способствует стабилизации системы. В моделях М2, где отсутствует коагуляционный каркас из асфальтенов, адсорбция добавки приводит к дезагрегации и исчезновению отдельных малочисленных образований из асфальтенов. Растворение ОДА в углеводородной среде приводит также к общей пластификации системы, сопровождающейся уменьшением числа асфальтенов в единице объема. Пластифицирующее воздействие на битумы различных структурных типов оказывает добавка высших карбоновых кислот — госсиполовая смола, снижающая пластическую вязкость и статический предел текучести. Пластифицирующий эффект увеличивается с повышением количества ПАВ в битуме, что наблюдается для всех модельных систем. Следует, однако, отметить, что в случае дисперсных структур М и Мз введение добавки ГС до 2% практически не изменяет значений пределов текучести, тогда как наибольшая пластическая вязкость при этом уменьшается. Это указывает на нарушение иространствен-ной сетки асфальтенов пластификатором без полного разрушения каркаса. Дальнейшее повышение концентрации ГС способствует превращению систем М] и ТИз в структурированную и далее истинную жидкость. [c.211]

Диаграмма сдвига для бингамовских жидкостей изображена на рис. 2.25, б. (Подчеркнем эта и другие диаграммы на рис.2.25 изображены вне каких-либо масштабов, кривые лишь иллюстрируют ход зависимостей Хт от dw dn.) На диаграмме То — отрезок, отсекаемый на оси Тт при dw /dn = 0 постоянный коэффициент г , выражающий наклон прямой (2.46) к оси абсцисс (г = tgp), называется коэффициентом пластической вязкости (кратко — пластичностью). [c.193]

Величина Ху выражает предел напряжения, превышение которого приводит к вязкому течению угловой коэффициент р,р называется пластической вязкостью. Отмеченное поведение бингамовских жидкостей (к их числу относятся, например, густые шламы, буровые растворы, масляные краски и т. п.) объясняется их жесткой пространственной структурой. При > Ту последняя разрушается и жидкость течет как ньютоновская с касательным напряжением —Ту. [c.21]

Воол [28] предложил обобщенную зависимость для всех жидкостей, свойства которых не зависят от времени. В этой зависимости отсутствует основной недостаток степенного закона по уравнению (3-147) при нулевой скорости сдвига следует ожидать бесконечно большую вязкость потока, хотя для всех реальных неньютоновских жидкостей при уменьшении йш/йп наблюдается стремление пластической вязкости приблизиться к некоторому конечному значению, соответствующему определенной ньютоновской вязкости. Вместо уравнения (3-147) можно использовать зависимость [c.97]

Такие суспензии относятся к вязкопластичным средам. Величина То, характеризующая предельное напряжение сдвига, превышение которого приводит к началу сдвигового течения, называется пределом текучести . Реологический параметр ц<г — пластическая вязкость — мера подвижности вязкопластичной среды. Основы механики таких сред в СССР разрабатывались акад. П. А. Ребиндером, чл.-корр. АН СССР А. А. Ильюшиным, проф. М. П. Воларовичем. Более подробно с этим вопросом читатель может ознакомиться в книге А. Ж- Мирзаджанзаде, Вопросы гидродинамики вязкопластичных и вязких жидкостей в применении к нефтедобыче, а также в книге У. Л. Уилкинсон, Неньютоновские жидкости, Прим, ред. [c.195]

При увеличении напряжения структура разрушается (вязкость уменьшается) и восстановиться не успевает. Уменьшение вязкости отражается подъемом кривой течения и увеличением угла наклона, отвечающего пластической вязкости в уравнении Бингама. Экстраполяция этой части кривой к оси напряжений позволяет получить значение предельного напряжения сдвига Рт (предела текучести в уравнении Бингама), характеризующего усилие, необходимое для разрушения структуры, т. е. прочность структуры. Дальнейшее увеличение напряжения сдвига вызывает полное разрушение структуры конечный участок кривой течения отвечает течению жидкости согласно Закону Ньютона с наименьшей ньютоновской вязкостью. Экстраполяция этого линейного участка кривой обычно приводит в начало координат. Кривая течения суспензии с концентрацией между 9,1 и 17,7% аналогична кривой псевдопластиче-ского течения. Отличие состоит в то.м, что в данном случае вязкость уменьшается вследствие разрушения коагуляционной структуры, которое происходит во времени (тиксотропия) ири псевдопластическом течении вязкость уменьшается в результате мгновенной ориентации анизометрических частиц. Кроме того, кривая псевдопластического течения не имеет участка, отвечающего предельной разрушенно " структуре. [c.432]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология