Неньютоновские жидкости коэффициенты трения

Рис. 5.33. Сравнение экспериментальных и расчетных коэффициентов трения при турбулентном течении неньютоновской жидкости для различных диапазонов значений п (зачерненные значки для суспензий, светлые значки для полимерных гелей)

Кривая течения для турбулентного потока (см. рис. П-44) имеет резкий перелом. Точки перелома будут разными при различных диаметрах труб. Существует два способа определения размеров трубопровода. По первому способу подсчитывают обобщенное число Рейнольдса [уравнение (П-110)], из рис. П-25 находят коэффициент трения, а затем по з равнению (П-52) определяют падение давления ". По второму способу находят турбулентную вязкость , используя падение давления в турбулентной области (рис. П-44) и зависимость коэффициента трения от числа Рейнольдса (рис. П-25). Это делается следующим образом по значениям >Др/4 и О определяют коэффициент трения f из уравнения (П-52), по значению f получают соответствующую величину Re (рис. П-25) и, исходя из того, что Re=Dup/ lx, подсчитывают значение турбулентной вязкости Ат, которое затем можно применить при расчете труб других диаметров. Используемое при этом способе значение падения давления должно определяться с погрешностью до 25% Теоретический анализ турбулентного течения неньюТоновских жидкостей можно найти в литературе [c.158]

При ламинарном режиме движения неньютоновских жидкостей, реологические свойства которых не зависят от времени, расчет гидравлического сопротивления можно проводить на основе уравнения (6.25), полученного для ньютоновских жидкостей. При этом коэффициент трения X можно определять по уравнению [c.147]

Интересно отметить, что по сравнению с чистой жидкостью в дисперсиях волокон или растворах полимеров с длинными молекулами гидравлическое сопротивление при турбулентном режиме движения понижается. Это объясняется тем, что содержащиеся в жидкости длинные частицы уменьшают турбулентные пульсации и, таким образом, способствуют сохранению ламинарного пограничного слоя. При исследовании реологических свойств волокнистых суспензий выявлены три области различного их поведения. В первой области, характеризующейся низкой объемной концентрацией частиц, свойства потока определяются вязкостью сплошной фазы. С увеличением объемной концентрации частиц их инерционные и упругие свойства оказывают существенное влияние па поведение суспензий наряду с вязкостью сплошной фазы (вторая область). При больших объемных концентрациях частиц определяю- щим фактором становится взаимодействие их друг с другом, что приводит к структурированию, характерному для неньютоновских жидкостей. Более низкий коэффициент трения по сравнению с его значением для однородной жидкости наблюдается во второй области. Граница между областями зависит от формы частиц, характеризуемой отношением длины к диаметру/ = L/D, и их объемной [c.151]

Гидравлическое сопротивление при движении газожидкостных смесей в пузырьковом режиме рассчитывается на основании модели гомогенного течения. Коэффициент трения вычисляется по формулам, используемым для однородных жидкостей. При небольших газонаполнениях вязкость определяется по уравнению (II. 155). При турбулентном режиме движения удовлетворительные результаты получаются при использовании значения X 0,02. При больших газонаполнениях газожидкостные смеси ведут себя как неньютоновские жидкости и их эффективная вязкость уменьшается с возрастанием скорости движения. [c.167]

Коэффициент трения Фэннинга и число Рейнольдса могут быть также использованы для определения поведения турбулентного потока неньютоновских жидкостей, если при этом известны необходимые параметры течения. В прошлом стоял вопрос о том, какой параметр следует использовать в качестве вязкости в выражении для числа Рейнольдса. Для ньютоновских жидкостей такой вопрос вообще не возникает, так как их вязкость не меняется с изменением скорости сдвига следовательно, вязкость, определенная при ламинарном режиме течения, может быть использована и для турбулентного режима. [c.199]

Зависимость коэффициента трения к от Ке и п для неньютоновских жидкостей приведена на рис. П1.4. Реологические характеристики и значения кажущейся вязкости ряда неньютоновских жидкостей [см. уравнение (П. 102)], рассчитанные для движения в трубопроводе диаметром 25 мм со скоростью 1 м/с, приведены в табл. П1. 1. Для сопоставления в той же таблице представлены данные для воды. [c.197]

Следует обратить внимание на то, что течение в капиллярном вискозиметре должно быть ламинарным. Для проверки достоверности обобщенного числа Рейнольдса Ке Метцнер и Рид определили его по результатам большого числа экспериментов, в которых различные исследователи изучали течение неньютоновских жидкостей в трубах, и построили зависимость коэффициента трения Фэннинга от найденного числа Рейнольдса (рис. 5.31). Они выявили хорошее совпадение полученных данных с графиком классической зависимости для ньютоновских жидкостей /=16/Ке, удовлетворительное согласование с критическим числом Рейнольдса, равным 2100, но плохое согласование с уравнением фон Кармана для турбулентного режима течения. [c.200]

Измерения профилей скоростей в турбулентных потоках неньютоновских жидкостей показали, что они подобны профилям скоростей ньютоновских жидкостей и что характер турбулентного потока неньютоновской жидкости полностью определяется свойствами вязкого подслоя. Поэтому для определения коэффициента трения можно использовать уравнение (П1.14), полученное для ньютоновских жидкостей, если критерий Рейнольдса рассчитывать по так называемой дифференциальной вязкости при напряжении сдвига у стенки. Дифференциальная вязкость определяется выражением [c.198]

Коэффициенты трения для неньютоновских жидкостей, текущих по трубам. В задаче 6-7 требовалось найти соотношение между коэффициентом трения и числом Рейнольдса для текущего по круглой трубе потока неньютоновской жидкости, подчиняющейся степенному закону вязкости. Для решения этой задачи достаточно было лишь переписать известное аналитическое выражение, полученное для круглой трубы, применительно к конкретному закону трения. В данной задаче необходимо на основании соотношения (3.80), выражающего степенной закон вязкости, и метода анализа размерностей (раздел 6.2) определить безразмерные группы, от которых должен зависеть коэффициент трения /. [c.196]

Для практических расчетов коэффициент трения неньютоновских жидкостей в трубах часто вычисляют по формуле, аналогичной используемой для ньютоновских жидкостей [c.198]

Эти текучие среды обладают сложной внутренней структурой, и их характерной особенностью является зависимость коэффициентов переноса (вязкости, теплопроводности, диффузии и др.) от кинематических и динамических характеристик и элементов движения. Поэтому законы переноса в таких средах довольно сложны и не поддаются обобщенному огшсанию единой формулой, как, например, законом внутреннего трения Ньютона, в связи с чем они получили название неньютоновских жидкостей [123]. [c.130]

Величину Дрт для неньютоновских жидкостей определяют по формулам (П1.23) или (III. 27), а для сжимаемых жидкостей (газов)—с помощью формул (III. 42) и (111.43). Коэффициенты трения рассчитываются описанными выше методами. [c.206]

Рис. 3.43. Зависимость коэффициента трения X от Ке для вязких неньютоновских жидкостей, движущихся в гладких трубах.

Коэффициент трения для движущихся по трубам неньютоновских жидкостей со степенным законом вязкости [20, 21 ]. Для модели неньютоновской ншдкости, описываемой уравнением (1.9), определить зависимость коэффициента трения от числа Рейнольдса в случае ламинарного течения в трубе. [c.195]

Значение коэффициента динамической вязкости [г (или просто вязкости) жидкостей, истечение которых подчиняется ньютоновскому закону, не зависит от градиента скорости. Для неньютоновских жидкостей, напротив, касательные напряжения, равные силе жидкостного трения, приходящегося на единицу поверхности, непропорциональны градиенту скорости. Вязкость таких жидкостей рассматривается как кажущаяся ( Хк), т. е. как вязкость ньютоновской жидкости, которая при данном напряжении сдвига деформируется с такой же скоростью, что и рассматриваемая неньютоновская жидкость. [c.109]

Для определения критических значений этих безразмерных комплексов, отвечающих переходу от ламинарного режима движения к турбулентному, использовано наблюдаемое экспериментально равенство коэффициента трения как для ньютоновских, так и для неньютоновских жидкостей при турбулентном режиме. На основании совместного решения уравнения движения жидкости в круглой трубе с реологическим уравнением (И.105) выявлена зависимость критического значения критерия Рейнольдса Кеокр от безразмерных комплексов а и 0. Оказалось, что для дилатант-ной жидкости решения приближенно описываются формулой [c.133]

По признаку зависимости или независимости вязкости от напряжения сдвига все текучие материалы принято делить на ньютоновские и неньютоновские жидкости. Ньютоновскими являются материалы, вязкость которых не зависит от напряжения сдвига, т. е. является постоянным коэффициентом в законе внутреннего трения (3.10.2). К неньютоновским относятся материалы, вязкость которых зависит от напряжения сдвига, т. е. является функцией скорости деформации (или напряжения) в законе (3.10.2). В литературе даются и иные определения понятий ньютоновской и неньютоновской жидкости. Чаще всего говорят, что первая подчиняется, а вторая не подчиняется закону Ньютона. Последнее утверждение ошибочно в принципе. Во-первых, необратимая часть деформации любого материала, а точнее скорость этого процесса, может быть описана уравнением Ньютона (3.10.2), в том числе при переменной вязкости. Более того, не существует других фундаментальных законов и понятий, описывающих взаимосвязь напряжения и скорости деформации и, стало быть, способных описать процесс необратимого деформирования. Во вторых, само сравнение свойств разных жидкостей правомерно только в том случае, если сравниваются одинаковые свойства, например их вязкости по Ньютону. Только сравнив гос вязкости по ЬГьютону (применив этот закон к разным жидкостям) можно получить основания для заключения об гое принадлежности к тому или иному типу жидкостей. За неимением [c.673]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология