Аномалия вязкости

Аномалия вязкости растворов полимеров обусловливается особенностями макромолекул, а также образованием структур в растворе при увеличении концентрации полимера. Находящиеся в растворе свернутые в клубки макромолекулы всегда удерживают внутри себя некоторое количество растворителя. Наличие связанного растворителя приводит к увеличению размеров полимерных клубков-частиц и существенно влияет на вязкость системы. [c.194]

Это уравнение отражает идеальное (ньютоновское) течение жидкости, которое характеризуется следующими тремя чертами появлением сдвиговых деформаций при сколь угодно малых напряжениях, отсутствием эффектов упругости при течении и независимостью вязкости от скорости и напряжения сдвига. Полимеры, однако, обнаруживают отклонение от ньютоновского течения по всем указанным признакам. Во-первых, они могут проявлять признаки пластических тел, т. е. тел, характеризующихся наличием предела текучести — критического напряжения, только после достижения которого способно развиваться течение. Во-вторых, течение полимеров сопровождается накоплением высокоэластической энергии, что вызывает появление напряжений, перпендикулярных направлению течения, и, как следствие этого, разбухание экстру-дата, усадку образца и т. д. Полимеры, таким образом, наиболее ярко проявляют признаки вязкоупругих тел. Наконец, вязкость полимеров, как правило, сильно зависит от у и т, уменьшаясь с возрастанием последних (явление аномалии вязкости). Вязкость, соответствующая данному режиму течения и называемая обычно эффективной, будет рассмотрена ниже, здесь же мы остановимся на молекулярной трактовке ньютоновской вязкости [c.50]

Большинство нефтяных масел в зависимости от температурных условий может вести себя как ньютоновская жидкость ири повышенных температурах и как структурная жидкость при охлаждении. Картина изменения данного свойства нефтяных масел при изменении температуры такова. В области повышенных температур масло, будучи нолностью гомогенной жидкостью, подчиняется уравнению Ньютона при охлаждении масла наступает момент, когда в нем начинает образовываться дисперсная фаза вследствие снижения растворимости части входящих в состав этого масла парафинов. Вначале, пока концентрация дисперсной фазы остается низкой и связь между ее частицами слабой, появляется только аномалия вязкости ири отсутствии предельного напряжения сдвига. При дальнейшем охлаждении концентрация дисперсной фазы растет, связь между ее частицами усиливается, и по- [c.10]

В области низких температур, как показали многочисленные исследования, смазочные масла приобретают структуру и некоторые другие особенности, в частности характеризуются пределом текучести, пластичностью, тиксотропностью или аномалией вязкости, свойственными дисперсным системам. Результаты определения вязкости таких масел зависят от того, проводится ли предварительно механическое перемешивание, а также от скорости истечения или от обоих факторов одновременно. Масла, обладающие структурой, не подчиняются закону течения ньютоновских жидкостей, согласно [c.54]

Жидкости, содержащие дисперсную фазу в коллоидном либо в макродиснерсном состоянии и характеризующиеся аномалией вязкости, называются структурными жидкостями . Для охарак-теризования структурных жидкостей Бингам [7] предложил уравнение [c.9]

Степень аномалии вязкости битумов зависит от исходного сырья, способа и глубины его переработки, а также температуры битума [9]. [c.17]

Структура, образующаяся в топливе, вследствие незначительной вязкости топлива непрочна, и градиенты скорости, необходимые для ее разрушения п устранения аномалии вязкости, обычно не превышают 5—6 сек при температурах до —50° С [3]. Поэтому предельная температура прокачивания дизельных топлив, как правило, значительно ниже их температуры застывания (табл. 3. 9). [c.148]

Аномалия вязкости, как уже указывалось, проявляется в том,, что под действием напряжений и деформаций сдвига вязкость уменьшается. Чтобы оценить, насколько интенсивно уменьшается вязкость в различных нефтях, удобно пользоваться приведенной вязкостью т]г = т)/т1о. Для всех нефтей в ньютоновской области течения Т1 = Т10 и Т1г=1. При этом отношение 11/110 тем меньше, чем больше аномалия вязкости. Следовательно, Т1г является показателем аномалии вязкости, т. е. мерой разрушения сетки при сдвиге. [c.124]

Наряду с обратимыми эффектами, соответствующими явлению аномалии вязкости, для загущенных масел и для парафинистых масел при низких температурах в результате их деформирования характерны необратимые явления. Под действием больших гидродинамических усилий происходит деструкция— разрыв молекул полимера, а в парафинистых маслах — разрушение или дезагрегирование кристаллитов твердых углеводородов. В этом случае при переходе от высоких скоростей течения к меньшим увеличение (восстановление) вязкости масел будет неполным. Такое явление называют гистерезисом вязкости. Оно определяется тем, что после деформирования с достаточно высокой скоростью сдвига получается новая система, отличная от исходной, не подвергавшейся деформации. В отдельных случаях систему можно вернуть в исходное состояние, например нагреть масло и вновь его охладить. [c.270]

Тиксотропный процесс не вполне обратимого изменения свойств смазочных материалов в результате их деформирования необходимо четко отличать от феномена аномалии вязкости. В первом случае изменение реологических характеристик происходит и при постоянной скорости деформирования. Кроме того, как правило, процесс разрушения растянут во времени. Изменение же вязкости при переходе к меньшей или большей скорости течения — процес синхронный. О тиксотропных превращениях в смазке следует судить по изменению ее упруго прочностных, а не вязкостных характеристик. Последние в основном определяются вязкостной составляющей (вязкость дисперсионной среды), которая не меняется даже при длительном и интенсивном деформировании смазки. [c.275]

Аномалия вязкости может благоприятно влиять на уменьшение сопротивлений при работе механизмов. В результате снижения вязкости масла (смазки) с ростом скорости его деформирования увеличение энергетических затрат на деформирование замедляется. Иными словами, чтобы вдвое увеличить объем перекачиваемой по трубопроводу ньютоновской жидкости, необходимо вдвое увеличить перепад давления (при ламинарном течении). Для аномально вязкой жидкости, в частности для загущенных масел и пластичных смазок, удвоение перепада давления приведет не к двукратному, а к существенно большему увеличению расхода. [c.277]

Таблица 3.7. Влияние сырья на степень аномалии вязкости окисленных битумов

Применение в агрегатах трансмиссии масел, обладающих аномалией вязкости в пределах эксплуатационных температур, нежелательно. В таких маслах после первого же оборота шестерен образуется канавка, которая в дальнейшем сохраняется — стенки ее не деформируются и масло в канавку не затекает. По этой причине значительное сопротивление, оказываемое проворачиванию шестерен застывшим слоем масла в первом замере (см. масло М-22, табл. 7. 28), быстро снижается и после выдавливания масла из шесте- [c.428]

Влияние аномалии вязкости на сопротивление прокрутки шестерен в коробке передач автомобиля ГАЗ-51 [c.429]

Органические, главным образом нефтяные, масла представляют собой смесь углеводородов и нх производных. Масла животные и растительные применяются в основном как присадки к нефтяным маслам. Синтетические масла служат заменителями нефтяных масел при весьма низких и высоких температурах, повышенной пожарной опасности и т. д. Качества масел улучшаются легированием присадками противоизносными, фрикционными, вязкостными, депрессорными (для снижения температуры застывания), моющими (детергенты), антикоррозионными и т. д. При положительных температурах масла являются ньютоновскими жидкостями. Их загущение полимерами создает аномалию вязкости. [c.182]

Аномалия вязкости и предел текучести дизельных топлив связаны с кристаллизацией парафина и агрегатированием его [c.58]

Рис. 18. Зависимость между пидек- Рис. 19. Аномалия вязкости смазоч-

Приведенные данные укладываются на прямой в логарифмических координатах. Для битума с такой же пенетрацией 80—100/ но со значительной аномалией вязкости в области невысоких температур, прямая линия в логарифмических координатах не получается. [c.131]

Основными факторами, определяющими стойкость нефтяных эмульсий, являются физико-химические свойства нефти, степень дисперсности (размер частиц), температура и время существования эмульсии. Чем выше плотность и вязкость нефти, тем устойчивее эмульсия. Степень дисперсности зависит от условий образования эмульсии и для системы вода в нефти колеблется в пределах 0,2— 1О0 мк. При размерах капель до 20 мк эмульсия считается мелкодисперсной, в пределах 20—50 мк — среднедисперсной и свыше 50 мк — грубодисперсной. Труднее поддаются разрушению мелкодисперсные эмульсии. Чем выше температура, тем менее устойчива нефтяная эмульсия. Эмульсии способны стареть , т. е. повышать свою устойчивость со временем. При этом поверхностные слои приобретают аномалию вязкости, возрастающую со временем в сотни [c.178]

Данное явление получило название аномалии вязкости, а сама вязкость дисперсных систем именуется кажущейся вязкостью , псевдовязкостью , структурной вязкостью и т. д. [7]. [c.8]

Уравнение Бингама относится к идеальному случаю, при кото--ром дисперсная система после преодоления сопротивления сдвига, т. е. после разрушения структуры, сразу же начинает вести себя как ньютоновская жидкость, и при этом вязкость ее становится независимой от движущего усилия. В действительности лишь очень немногие дисперсные системы приближаются к этому идеальному случаю. В большинстве же реальных дисперсных систем практически независимость вязкости от ириложенного к жидкости усилия наступает лишь при применении больших усилий, а нри меньших усилиях наблюдается только аномалия вязкости. Для некоторых других дисперсных систем, например для систем с высокой истинной вязкостью жидкой среды и при относительно небольшой концентрации дисперсной фазы, можно наблюдать только аномалию вязкости, но нри отсутствии нредель--ного напряжения сдвига (т. е. ири 6 = 0). Иными словами, эти дисперсные системы, характеризующиеся аномалией вязкости,, способны проявлять подвижность при самых малых усилиях. [c.9]

Точка зрения, согласно которой структурное застывание нефтяных продуктов вызывается выделением кристалликов парафина с последующим соединенпем их в кристаллическую сетку, позволяет хорошо и исчерпывающе объяснить все происходящие при структурном застывании явления. Так, аномалия вязкости, возникающая при охлаждении нефтяного продукта незадолго до наступления структурного застывания, объясняется с этой точки зрения появлением дисперсной фазы в виде 1<ристалликов парафина (а в ряде случаев ультрамикроскопических кристаллических зародышей), еще не связанных между собой вследствие недостаточной их концентрации или присутствия мешающих соединению кристаллов веществ (смолистых, присадок-депрессаторов и т. д.), но уже способных вызывать аномалию вязкости. [c.16]

Рассмотрим агрегатную форму процесса кристаллизации парафинов. Явление агрегатной кристаллизации наблюдается в основном для высококипящих мелкокристаллических парафинистых нефтяных продуктов главным образом остаточного происхождения и заключается в следующем. Высококипящие высокомолекулярные парафины дают при кристаллизации весьма мелкую кристаллическую структуру. По величине образуюпщеся кристаллики парафина приближаются, особенно для многих тяжелых продуктов остаточного происхождения, к размерам мицелл коллоидных растворов. Поэтому продукты, содержащие взвесь из таких мельчайших кристалликов парафина, проявляют ряд свойств, присущих коллоидным системам, — нанример аномалию вязкости, дают явления, аналогичные гелеобразованию, и др. К числу таких свойств относится способность микрокристаллической взвеси собираться нри определенных условиях в скопления или агрегаты, как это происходит нри коагуляции коллоидных растворов. Одной из причин такой коагуляции (точнее агрегации) является выделение на поверхности кристалликов парафина вязких масляных компонентов, способствующих ч оединению отдельных кристалликов в агрегаты. Возможно, что в процессе агрегации кристаллов парафина существенную роль играют такж . и электростатические явления. [c.74]

Уменьшение вязкости с увеличением скорости деформации при по- 5 стоянной температуре принято называть аномалией вязкости. Соответствующие жидкости (масла) именуют аномально вязкими. Если масло содержит мало компонентов с относительно высокой температу-. 5 рой плавления или вовсе их не со-держит (глубоко депарафинирован-ные масла), явление аномалии вяз- [c.269]

Аномалия вязкости (но не сверхмицеллярное структурооб-разование) у некоторых синтетических масел, прежде всего у полисилоксанов, проявляется при обычных температурах, однако, как правило, лишь при особо высоких скоростях течения (градиенты скорости сдвига порядка 10 —10 с )- Эта проблема изучена недостаточно, возможно, в связи с тем что при высоких скоростях течения тепловыделение в потоке должно существенно перекрывать эффект аномального понижения вязкости. [c.270]

В табл. 2 представлены данные, показывающие влияние сырья и технологии его переработки на степень аномалии вязкости битумов. Как видно, битумы, имеющие примерно одинаковую температуру размягчения (48,5 4,5°С), но полученные окислением остатков разных нефтей, различаются степенью аномалии. Так, битум из нефти месторождения Галф Коаст I, являющийся в обычном представлении твердым телом, имеет характер течения ньютоновской жидкости. В то же время несколько более мягкий битум из нефти северо-восточного Техаса отличается заметной аномалией течения. При использовании одного и того же сырья битумы, получаемые перегонкой с паром или в вакууме, в меньшей степени обладают свойствами неньютоновской жидкости, чем окисленные битумы. Углубление переработки сырья, т. е. получение более высокоплавких битумов, как в процессе перегонки, так и в процессе окисления приводит к повышению аномальности битумов, причем в случае окисления это влияние существеннее. Степень окисления, определяемая, например, разностью температур размягчения битума н сырья, оказывает большое влияние на аномалию течения битума при окислении до одинаковой температуры размягчения гудронов разной вязкости, полученных из одной нефти, наиболее ярко вы- [c.17]

Аномалия вязкости при обычных температурах характерна для масел, в состав которых входят вязкостные присадки (по-лиолефины, полиметакрилат и др.). Такие вещества с молекулярной массой от 3000—5000 до 100 ООО вводят в маловязкие масляные основы для повышения их вязкости и, что особенно выгодно, для уменьшения зависимости вязкости от температуры по сравнению с равновязкими нефтяными маслами. У масел с полимерными присадками обнаружена аномалия вязкости. При высоких скоростях в потоке под воздействием гидродинамических сил клубки полимерных молекул раскручиваются (разворачиваются), их ориентация вдоль оси потока возрастает. В результате вязкость масла снижается. Такое изменение вязкости вполне обратимо. При уменьшении скорости течения вязкость масла будет вновь возрастать в связи с самопроизвольным свертыванием в клубки линейных полимеров, а также из-за их дезориентации в потоке при уменьшении гидродинамического воздействия. Аномалия вязкости загущенных масел с повышением температуры уменьшается. [c.270]

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]

Аномалия вязкости, как указывалось выше, лишь одно из проявлений неньютоновского течения полимеров. Для полного описания процесса течения необходим анализ других отклонений от уравнения Ньютона, в первую очередь проявления высокоэластических эффектов, а также учет некоторых других явлений, зачастую сопровождающих течение (механо-химических процессов, нарушений ламинарности потока и др.). [c.52]

Нефть и нефтепродукты, содержащие сложные структурные единицы, называют аномальными системами. При переработке нефти, а в дальнейшем при использовании нефтепродуктов в нефтяных системах под действием различных факторов могут происходить процессы формирования и деформирования сложных структурных единиц, влияющие па вязкость и текучесть системы. Нефть и нефтепродукты, вязкость которых зависит от скорости сдвига, принято называть аномально вязкими нефтями и нефтепродуктами, а само явление — аномалией вязкости. Большая часть нефтяных остатков в условиях хранения и переработки обладает аномалией вязкости. Дисперсная фаза аномально вязких нефтей и нефтепродуктов обычно содержит парафины и асфальтены, а дисперсионная среда — сложную смесь различных растворителей (па-рафино-нафтеновые, ароматические углеводороды). Полицнкличе-ские ароматические углеводороды и смолы в зависимости от степени взаимодействия дисперсной фазы с дисперсионной средой могут входить в состав той или другой фазы. [c.17]

Для ньютоновской системы константа а=1, для неньютоновской (бингамовской) она отличается от единицы и тем больше, чем значительнее отклонение от простого вязкого течения. Таким образом, константа а может быть мерилом аномалии вязкости [9, 11]. Аномальность состоит в том, что течение структурированного тела начинается лишь тогда, когда напряжение ч двига превысит некоторое критическое значение, необходимое для разрушения структуры. После этого вязкость системы при-лимает постоянное значение сразу же или постепенно, как показано на рис. 4. [c.16]

Исследование приготовленных битумных композиций с равной пенетрацией при 25°С (80-0,1 мм) показывает возрастание вязкости неразрушенной структуры и уменьшение вязкости разрушенной структуры при увеличении отношения А/С и уменьшении Кр.с. (рис. 10). Это свидетельствует о возрастании степени структурированности системы и развитии, аномалии вязкости в результате уменьшения растворяющей или пептизирующей способности масел и увеличения содержания высокомолекулярных асфальтеновых молекул. Одновременно уменьшается стабильность битума (определяемая по титрованию толуольного раствора н-гептаном), пропорциональная содержанию смол и Кр.с. масляного компонента [24]. Это хорошо согласуется с исследова-ниями синерезиса битума на бумажной подложке чем аномалия вязкости, тем сильнее окрашивание фильтровг бумаги [9]. [c.27]

Эмульсии и многие золи не подчиняются закону Ньютона они называются аномальными, или неньютоновскими жидкостями. Причиной аномалии вязкости эмульсий является деформация диспергированных частиц с увеличением приложенного напряжения. С возрастанием приложенной силы капельки заэмульгированной жидкости удлиняются, превращаясь из шариков в эллипсоиды, что облегчает течение и приводит к понижению эффективной вязкости эмульсии. [c.28]

Изображая графически зависимости Ig rio и Igrim от величины, обратной температуре /Т, согласно уравнению (78), получим прямую линию, по наклону которой АЯ/2,3/ можно определить АН—теплоту (энтальпию) вязкого течения нефти. Теплота активации вязкого течения уменьшается при аномалии вязкости от 7,0 до 4,1 ккал/моль (рис. 67). Это также свидетельствует о разрушении пространственной сетки в процессе течения. [c.123]

Явление агрегатной кристаллизации наблюдается в основном у высококипящих мелкокристалл ических парафинистых нефтяных продуктов главным образом остаточного происхождения и заключается в следующем. Как уже отмечалось выше, высококипящие высокомолекулярные парафины образуют при кристаллизации мелкую кристаллическую структуру. По величине образующиеся кристаллики парафина приближаются (особенно для многих тяжелых продуктов остаточного происхождения) к размерам мицелл коллоидных растворов. Поэтому продукты, содержащие взвесь из таких мельчайших кргисталликов парафина, характеризуются некоторыми свойствами, присущими коллоидным системам. Например они проявляют аномалию вязкости, способны к явлениям, аналогичным гелеобразованию, и др. К таким свойствам относится и способность микрокристаллической взвеси образовывать в определенных условиях агрегаты, как это происходит при коагуляции коллоидных растворов. Одна из причин такой агрегации — выделение на поверхности кристалликов парафина вязких масляных компонентов, способствующих соединению отдельных кристалликов в агрегаты. Возможно, что в процессе агрегации кристаллов парафина существенную роль играют и электростатические явления. [c.93]

В динамических условиях нет зависимости между температурой застывания и прокачиваемостью топлива через топливную систему охлажденного двигателя. Выше (см. вязкость) было показано, что некоторые топлива с температурой застывания —30° С сохраняют свою подвижность и прокачиваемость при —50° С. Это явление легко может быть объяснено, еаии учесть, что градиенты скорости, необходимые для разрушения структуры н устранения аномалии вязкости, не превышают 5—6. и/се/с при температурах до —50° С. Время восстановления структуры топлива для различных сортов различно и колеблется от одного до нескольких десятков часов. [c.128]

Концентрационная аномалия вязкости для растворов высокомолекулярных соединений может быть обусловлена и проявлением межмо-лскулярных взаимодействий в системах полимера с растворителем и макромолекул друг с другом. Эти взаимодействия можно учесть, если в выражение для удельной вязкости раствора ввести члены, пропорциональные квадрату, кубу и т. д. концентрации растворенного вещества. После замены концентрации раствора с степенным рядом уравнение для т1уд принимает вид [c.195]

Влияние сырья. Химический состав нефти, из которой получен битум, оказывает влияние на его коллоидную структуру и. следовательно, на характер течения конечного продукта. О влиадии сырья на степень аномалии вязкости свидетельствуют данные [c.120]

Ниже приводятся вязкостно-температурные данные, полученные для дорожного битума с пенетрацией 85—100. Этот битум обладал небольшой аномалией вязкости лишь при невысоких температурах вязкость измеряли на вискозиметре со сдвигающейся пластинкой (в тонкой пленке) в области температур 10—55 °С и на вискозиметрах Брукфильда и Сейболта-Фурол в области температур 60- 149 С [c.131]

Причина развития аномалии вязкости жидких битумов может быть изучена путем приготовления серии смесей битумов и раство-рйтелей с различными, xJШJaнeiЖШШI вQЙ опре еления их [c.147]

Асфальтены сообщают маслам свойства, присущие коллоидному состоянию. Наличие структур, образованных при низких температурах мицеллами асфальтенов, является причиной возникновения аномалии вязкости и тиксотронии. [c.88]

Физикохимия полимеров (1968) -- [ c.256 , c.257 , c.266 ]

Оборудование и основы проектирования заводов резиновой промышленности (1985) -- [ c.18 , c.19 , c.21 , c.28 , c.29 ]

Основные процессы переработки полимеров Теория и методы расчёта (1972) -- [ c.18 , c.35 , c.47 ]

Теоретические основы переработки полимеров (1977) -- [ c.47 ]

Реология полимеров (1977) -- [ c.146 , c.190 , c.334 ]

Физико-химия полимеров 1978 (1978) -- [ c.391 ]

Руководство к практическим занятиям по коллоидной химии Издание 3 (1952) -- [ c.188 , c.190 ]

Руководство к практическим занятиям по коллоидной химии Издание 4 (1961) -- [ c.216 , c.218 ]

Основы технологии переработки пластических масс (1983) -- [ c.31 , c.36 , c.37 , c.39 , c.127 , c.128 ]

Оборудование для переработки пластмасс (1976) -- [ c.55 ]

Вязкостные присадки и загущенные масла (1982) -- [ c.0 ]

Производство волокна капрон Издание 3 (1976) -- [ c.34 ]

Структура и механические свойства полимеров Изд 2 (1972) -- [ c.153 , c.162 , c.167 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология