Напряжения сдвига, зависимость от скорости

Ранее отмечено, что правильные диаграммы сдвига аппроксимируются функцией ЗЬ, которой следуют некоторые псевдоожиженные слои при низких скоростях сдвига, отклоняясь от нее, однако, при определенном значении й. Известны два типа отклонений а) с увеличением угловой скорости й напряжение сдвига т подчиняется зависимости до данного критического значения йхх при превышении последнего напряжение сдвига или скорость его изменения с увеличением й становятся меньше вычисленных по закону ЗЬ (рис. У1-5). б) С увеличением угловой скорости й напряжение сдвига т следует закону 8Ь до критического значения йкг при его превышении напряжение сдвига увеличивается быстрее, чем по гиперболической синусоиде. [c.236]

Зависимость между напряжением сдвига и скоростью н логарифмических координатах часто оказывается линейной с тангенсом угла наклона в пределах. между нулем и единицей. При этом устанавливается эмпирическая функциональная зависимость в виде степенного закона [c.412]

Рис. 3.13. Зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига (реологическая зависимость)

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]

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

Динамическое и статическое напряжения сдвига, зависимость напряжений от скорости сдвига определяют на приборах ВСН-3 и РВР. Нередко СНС измеряют на приборе СНС-2, принципиальная схема которого аналогична схеме ВСН-3 [154, 169]. [c.38]

Исследования реологических свойств нефти и нефтепродуктов на ротационном вискозиметре РЕОТЕСТ-2 сводятся к получению экспериментальной зависимости между напряжением сдвига и скоростью [c.25]

Изучение кинетики установления стационарного ламинарного течения, т. е. изменения Р во времени с увеличением у при заданной скорости сдвига. Этот способ позволяет по полученным зависимостям Р(у) или P(t) определять характер связи напряжения сдвига со скоростью деформации в условиях установившегося течения. [c.155]

Реологическое поведение полимеров определяется не только-температурой, но и природой полимера, его молекулярной массой и молекулярно массовым распределением, а также напряжением и скоростью сдвига, при которых осуществляется течение раствора или расплава. Поэтому нельзя характеризовать реологические свойства полимера по одной величине, скажем, по вязкости. Охарактеризовать реологическое поведение полимера можно, лишь установив зависимость вязкости от напряжения или от скорости сдвига либо зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига и получив при этом кривые течения. [c.157]

Первоначально Ньютоном было получено уравнение, описывающее зависимость напряжения сдвига от скорости деформации [c.46]

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]

Рис. 46. Зависимость предельного статического напряжения сдвига от скорости деформирования.

График зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига известен под названием графика консистенции. Для жидкостей, которые не содержат частиц размером больше молекулы (например, растворы солей, нефть, глицерин), графики консистенции представляют собой прямые линии, проходящие через начало координат. Такие жидкости называются ньютоновскими, так как их поведение подчиняется законам, выведенным Исааком Ньютоном. Вязкость ньютоновской жидкости определяется наклоном графика ее консистенции (рис. 1.3). Так как вязкость ньютоновской жидкости не зависит от скорости сдвига, эта вязкость, измеренная при какой-то одной скорости сдвига, может быть использована в гидравлических расчетах для течений с любой другой скоростью. [c.21]

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]

Поведение большинства буровых растворов точно не согласуется ни с одной из этих моделей, но в каждом конкретном случае с помощью одной или нескольких из этих моделей можно с достаточной для практических целей точностью предсказать это поведение. Пригодность принятой реологической модели обычно можно выявить по кривым консистенции, т. е. графическим зависимостям давления от расхода потока или напряжения сдвига от скорости сдвига (см. рис. 1.3). [c.169]

Рис. 5.47 демонстрирует хорошую корреляцию между экспериментально установленной и рассчитанной на ЭВМ по уравнению (5.57) зависимостями напряжения сдвига от скорости сдвига. В табл. 5.2 приведены эффективные вязкости трех буровых растворов на углеводородной основе, рассчитанные по уравнению (5.57), для двух скоростей сдвига при различных температурах и давлениях. Следует отметить, что буровой раствор с наименьшей вязкостью на поверхности может обладать не самой низкой вязкостью в стволе скважины. [c.213]

Строится зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига на бумаге с двойной логарифмической сеткой, как показано на рис. 5.51. По наклону участка кривой при частотах вращения 300 и 600 МИН определяется п. [c.220]

Рис. 5.51. Зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига для 6 %-пого бентонитового бурового раствора, утяжеленного баритом, плотностью 1,32 г/см

Псевдопластичные жидкости (рис. 6-27, кривая 5) получили наибольшее распространение в рассматриваемой группе неньютоновских жидкостей. К ним относятся растворы полимеров, целлюлозы и суспензии с асимметричной структурой частиц, и т. п. Псевдопластичные жидкости, как и ньютоновские, начинают течь при самых малых значениях х . Для этих жидкостей зависимость напряжения сдвига от скорости деформации может быть представлена степенной функцией [c.145]

При исследованиях неньютоновских жидкостей по шкале гальванометра определяется величина момента сопротивления, обусловленного вязкостью среды. Эффективное значение динамической вязкости находится как отношение тангенциального напряжения сдвига к скорости сдвига. Задавая различные скорости вращения внешнего цилиндра, можно построить кривые зависимости вязкости от скорости сдвига и напряжения сдвига от скорости сдвига. [c.93]

Недостаток степенного уравнения, состоящий в том, что единицы измерения т и у фиксированы, и для материалов с различными п изменяется не только значение Х1, но и единица ее измерения, не является препятствием к применению указанной зависимости. Это еще раз подтверждает, что степенное уравнение не есть единый физический закон, а представляет собой эмпирическую зависимое ь. Основной недостаток степенного уравнения заключается в том, что при экстраполяции к нулевым или бесконечно большим скоростям сдвига оно не может использоваться, так как предсказывает, соответственно, бесконечную или нулевую вязкость материала. В целом ряде случаев (пленочное течение, свободная конвекция, медленное движение тел в жидкостях) этот недостаток может привести к серьезным погрешностям. Однако в интервале значений напряжений и скоростей сдвига, представляющих наибольший интерес при переработке полимеров, степенной закон описывает поведение полимерных систем с достаточной точностью и хорошо согласуется с опытными данными при изменении скорости сдвига резиновых смесей на три-четыре порядка. На рис. 1.2 и 1.3 представлены экспериментальные данные по исследованию процесса течения каучуков и резиновых смесей. Следует отметить, что для чистых каучуков в декартовой системе координат с логарифмическим масштабом зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига не является линейной (рис. 1.З.). [c.20]

В общем же случае с увеличением напряжения скорость сдвига растет, согласно формуле (3.12.16), по закону, близкому к экспоненциальному. Таким образом, классическая теория Френкеля — Эйринга предсказывает зависимость, близкую к законам пластического течения. Такой результат не согласуется с опытными данными. Для концентрированных устойчивых к коагуляции суспензий более характерен дилатантный тип зависимости скорости сдвига от напряжения. Учет зависимости скорости сдвига от концентрации вакансий и связи последней с напряжением сдвига с помощью уравнения состояния (3.12.13) и формулы (3.12.15) приводит именно к такому результату [9] [c.694]

Зависимости крутящего момента М от частоты вращения со, напряженности поля и концентрации коагулятора количественно и качественно совпадают с аналогичными зависимостями напряжения сдвига от скорости сдвига в цепочечной структуре (рис. 3.104) в режиме тиксотропно равновесного течения [c.761]

Рис. IV. 28. Зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига для ДМФА при содержании стеклянного порошка О (/), 2 (2), 5.(3), 7,5(4) и 11% (об.) (5).

Рис. IV.29. Зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига для дисперсий стеклянного порошка а 60 й-ном растворе ЭД-20 и ДМФА при содержании порошка О (/), 2 (2), 7. 5 (3). 11 (4) и 1% (об.) (5) при 25 (4), 40 (4 ), 60 (4") и 80 С 14" ).

Вязкость есть мера сопротивления, возникающего при те--чении жидкости, или более точно, вязкость определяется как отношение напряжения сдвига к скорости сдвига. Вязкость ньютоновской жидкости—величина постоянная, не зависящая от скорости сдвига или напряжений сдвига. Вне зависимости от того, с какой скоростью течет жидкость и сколь велики приложенные к ней силы, вязкость остается постоянной до тех пор, пока сохраняются условия ламинарного течения. Бингам провел аналогию между вязкостью и электрическим сопротивлением электрическое сопротивление и электропроводность он сопоставил с вязкостью и текучестью, понимая под текучестью величину, обратную вязкости. Текучесть равна отношению скорости сдвига к напряжению сдвига. [c.20]

Такая форма описания получила распространение потому, что обычно экспериментатор располагает данными о зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига при изменении последней в пределах 2— [c.48]

Исследовано разделение суопензии, дающей осадок с неболь-щой сжимаемостью (диатомит) и содержащей жидкую фазу, которая характеризуется степенной зависимостью напряжения сдвига от скорости (водный раствор полиакрилата натрия концентрацией 0,2—0,3%) [167]. Опыты выполнены на лабораторном фильтре диаметром 0,13 хМ при постоянной разности давлений в пределах 10 —3-10 Па удельное сопротивление осадка определялось на фильтре с порщнем. Найдено, что среднее сопротивлёние является функцией показателя степени в упомянутой зависимости осадок, получаемый при псевдопластичной жидкости, плотнее, чем осадок, образующийся при ньютоновской жидкости. Дано обобщенное уравнение фильтрования, которое при показателе степе- [c.57]

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]

Для полимеров 3 Шисимость(17.5)не имеет места и при их течении наблюдается опережающее нарастание скорости деформации (сдвига) по отношению к напряжению. Функциональная зависимость скорости деформации от напряжения и = f(a) для низкомолекулярных соединений и полимеров (кривые течения) представлена на рис. 17.4. [c.378]

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]

При малой концентрации твердой фазы, когда структурообразование весьма затруднено, лишь в нескольких случаях удалось получить 5-образные кривые зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига, типичные для структурированных систем. Однако благодаря применению метода минимизации структурного риска показано, что системы, подвергшиеся испытанию, подчиняются модели Гершеля-Балкли, а следовательно, реально обладают пластическими свойствами. Именно пластическое напряжение сдвига может служить мерой устойчивости возникающей структуры и, соответственно, стабильности суспензий. [c.74]

Оказалось, что системы как со сшивателем, так и без него, обладают нелинейно-вязкими свойствами. Методом минимизации структурного риска установлено, что реологические свойства изученных систем удовлетворительно описываются уравнением Гершеля-Балкли. Для образцов 21 16 и 2051 добавление борной кислоты не приводит к существенному изменению реологического поведения, росту пластического напряжения сдвига и консистентности, что говорит о неэффективности сшивки (рис. 3.22-3.23). В случае образца 2125 добавка борной кислоты резко изменила свойства системы и привела к возникновению аномальных реологических свойств, что видно из рис.3.24. Зависимость напряжения сдвига от скорости деформации принимает экстремальный характер с максимумом в области 5 с , что говорит об образовании достаточно прочной пространственной гелевой структуры. Область резкого линейного роста кривой до скорости деформации 5,537 с соответствует неразрушенной структуре, и система ведет себя как тело Шведова-Бингама с пластическим напряжением сдвига, равным 0,17 Па и структурной вязкостью, равной 1,45 Па с. Уменьшение напряжения сдвига при дальнейшем увеличении скорости деформации говорит о разрушении пространственной структуры, а последующий линейный участок кривой соответствует ее полному разрушению, при этом система ведет себя подобно ньютоновской жидкости с вязкостью 0,13 Па с. Для сравнения, образец 2125 при высоких скоростях сдвига обладает вязкостью порядка 0,046 Па с. [c.87]

На неныотоцовских режимах течения зависимость вязкости от молекулярного веса ослабевает. Для очень высоких скоростей и напряжений сдвига, когда достигается наименьшая ньютоновская вязкость и структура полимера становится предельно измененной, зависимость вязкости от молекулярного веса оказывается линейной. Сказанное поясняется схематически рис. ИЗ. В неньютоновских режимах течения при различных постоянных значениях напряжения сдвига зависимости эффективной вязкости от М . в логарифмических координатах описываются прямыми лиииями. В первом Приближении температура не влияет на зJLBи и IO Tи эффективной вязкости от получаемые при постоянных напряжениях сдвига. [c.257]

Изучение полной реологической зависимости напряжение сдвига — градиент скорости данной системы, представленной в логарифмических координатах на рис. 2Б, позволило установить, что, наряду с прямолинейными участками, отвечаюпшми пропорциональному [c.179]

Рис. 1. 10% раствор поливинилового спирта в дистилляте. Зависимость Я(е), полученная при ё = соп51, в широком диапазоне напряжений сдвига и скоростей деформации (абсолютные величины скоростей деформации г, сек- указаны около соответствующей кривой). [c.179]

Для многих реальных материалов зависимость между напряжением сдвига и скоростью сдвига носит временной характер, т. е. эффективная вязкость определяется не только скоростью сдвига, но и продолжительностью деформации сдвига. В соответствии с тем, убывают или возрастают со временем напряжения сдвига, если материал деформируется с постоянной скоростью сдвига, различают две разновидности материалов тиксотропные и антитиксо-тропные. [c.60]

Вид зависимостей (11.100) или (11.101) для неньютоновских жидкостей определяется их реологическими свойствами. Реология— наука, изучающая деформации и течение подвижных сред. Для неньютоновских жидкостей используется понятие кажущаяся вязкость . Под кажущейся вязкостью подразумевается вязкость ньютоновской жидкости, скорость деформации которой под действием заданного напряжения сдвига равна скорости деформации рассматриваемой неиьютоновской жидкости. Связь кажущейся вязкости цк с реологическими характеристиками неньютоновской [c.130]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология