Течение жидкостей с переменной вязкостью

Петухов Б. С. Расчет теплообмена и гидравлического сопротивления при ламинарном течении жидкости переменной вязкости в плоском канале. Теплоэнергетика, Л 7, 1954. [c.193]

Коэффициент теплоотдачи зависит от следующих факторов скорости жидкости w, ее плотности р и вязкости ц, т. е. переменных, определяющих режим течения жидкости [c.277]

Наконец, характерной особенностью многих золей является неподчинение их зависимостям, выражаемым уравнениями Ньютона и Пуазейля. Для обычных жидкостей объем жидкости, протекшей через капилляр в единицу времени, прямо пропорционален разности давлений р на концах капилляра. Точно так же для обычных жидкостей наблюдается прямая зависимость между углом поворота внутреннего цилиндра и скоростью вращения наружного цилиндра в ротационном приборе типа вискозиметра Ф. Н. Шведова. Для многих же золей, эмульсий и растворов высокомолекулярных веществ такая зависимость отсутствует, а вычисленная по соответствующему уравнению вязкость имеет переменное значение и является функцией градиента скорости. Иными словами, вязкость многих дисперсных систем не является инвариантной характеристикой системы, а зависит от условий ее определения, например от скорости течения жидкости в вискозиметре, от типа и размеров прибора. [c.327]

Ввиду того, что точное решение задачи о течении жидкости с теплообменом представляет большую сложность, так как приходится учитывать переменность температуры и вязкости жидкости но поперечному сечению и вдоль трубы, а также рассматривать тепловые потоки в разных сечениях трубы, пользуются для практических расчетов приближенной формулой для коэффициента потерь па трение, входящего в формулу (1.76), применяя вместо уравнения (1.77) [c.88]

При анализе течений с учетом выталкивающей силы, проведенном в предыдущих главах, предполагалось, что теплофизические свойства жидкости постоянны с тем лишь исключением, что учитывалась переменность плотности в члене с объемными силами, входящем в уравнение движения. Это изменение играет существенную роль для описания выталкивающей силы. Однако уравнение неразрывности использовалось для несжимаемой среды. Такой подход позволяет анализировать течения жидкости с постоянными свойствами. Однако теплофизические свойства большинства жидкостей зависят от температуры и, если в окружающей среде создаются большие градиенты температуры, теплофизические свойства, как правило, существенно изменяются. Пренебрежение подобными изменениями может во многих случаях привести к серьезным погрешностям при расчете тепловых потоков. Теплофизические свойства, входящие в основные уравнения, включают термодинамические параметры и характеристики переноса. Термодинамические параметры определяются из равновесного состояния системы. К ним относятся температура, плотность и удельная теплоемкость жидкости. К характеристикам переноса относятся различные коэффициенты, определяющие скорости процессов, например коэффициент теплопроводности или вязкость. Опубликовано большое количество данных, позволяющих найти зависимость этих характеристик от температуры для различных жидкостей, представляющих практический интерес. Можно рекомендовать работу [32]. [c.474]

Целью исследования было методом капиллярной вискозиметрии при переменном давлении получить данные о влиянии слизистого вещества кожи рыб на ламинарное и турбулентное течение жидкости. При этом исходили из того, что, когда жидкость течет ламинарно в определенном интервале давлений, коэффициент вязкости остается постоянным, в то время как при переходе в турбулентный режим должно наблюдаться повышение с увеличением Р. Поскольку в последнем случае коэффициент вязкости становится функцией скорости движения жидкости, то в этом случае речь идет лишь о некоторой условной величине, вычисляемой для данной скорости [c.125]

Методы измерения механических свойств коллоидов и растворов высокомолекулярных соединений делятся на две группы 1) методы измерения вязкости, 2) методы определения механических свойств при напряжениях ниже предела текучести и методы определения предельного напряжения сдвига. Первая группа методов основана на измерении значительных деформаций, во второй группе методов изучаются малые деформации. При измерении вязкости в большинстве случаев задается напряжение и измеряется скорость течения жидкости или скорость движения тела в жидкости. Исключение составляют методы измерения аномалии вязкости, устанавливающие зависимость вязкости от скорости или, точнее, от градиента скорости течения жидкости. В этом случае к испытуемому раствору или суспензии прикладывается ряд напряжений. При измерении упругости или предельного напряжения сдвига также прикладываются переменные напряжения и измеряется величина деформации или наименьшее напряжение, вызывающее течение. [c.191]

Таким образом, произведенный анализ ограничивает отыскание зависимости р/Ь от различных переменных нахождением всего лишь одной функции ф от их вполне определенной безразмерной комбинации. Установив, например, на опыте вид этой зависимости для одной жидкости с вполне определенными зна чениями плотности и вязкости, протекающей через зернистый слой с данным эквивалентным диаметром, т. е. меняя лишь скорость потока и и измеряя соответствующие значения потери напора Др, можно тем самым без дополнительных измерений рассчитать сопротивление любого зернистого слоя потоку любой другой жидкости или газа в зависимости от расходной скорости течения. [c.43]

Скорость фильтрования. Обычно ввиду небольшого размера пор в слое осадка и фильтровальной перегородке, а также малой скорости движения жидкой фазы в порах можно считать, что фильтрование протекает в ламинарной области. Как показывает опыт, при таком условии скорость фильтрования в каждый данный момент прямо пропорциональна разности давлений, но обратно пропорциональна вязкости жидкости фазы и общему гидравлическому сопротивлению слоя осадка и фильтровальной перегородки. Так как в общем случае в процессе фильтрования значения разности давлений и гидравлического сопротивления слоя осадка с течением времени изменяются, переменную скорость фильтрования (м/сек) выражают в дифференциальной форме [c.191]

Принцип действия шестеренчатого насоса очень прост. Обратимся к рис. 10.32, в. Подаваемая жидкость забирается в полости, возникающие между расходящимися смежными зубьями шестерни. При вращении шестерни жидкость транспортируется из зоны входа в зону выхода. В это время жидкость заперта между смежными зубьями и корпусом, при этом происходит небольшая утечка жидкости через зазоры. Относительное движение шестерни и корпуса вызывает циркуляционное течение, подобное циркуляционному потоку, возникающему в нормальном сечении канала червячного экструдера, рассмотренного в разд. 10.3. Вход и выход насоса отделены друг от друга сцепленными зубьями шестерен. Входящие в зацепление зубья выдавливают расплав из впадины между зубьями. Колебания давления на выходе и величины объемного расхода возникают каждый раз, когда следующая пара зубьев достигает зоны выхода Зубья шестерен обычно имеют эвольвентный профиль (рис. 10.36). В прямозубых шестернях жидкость может быть заперта между зацепляющимися зубьями, что приводит к возникновению утечек, чрезмерному шуму и износу. Для масел с малой вязкостью эта проблема в некоторой степени решается применением разгрузочных канавок переменной конфигурации. Так как это не дает результата для высоковязких расплавов, то используют шестерни с шеврон- [c.353]

Расчеты, приведенные в работе [20] для рабочего диапазона изменения переменных процессов ферментации, показали существенное влияние вязкости жидкости, концентрации мицелия и интенсивности перемещивания на скорость потребления кислорода микроорганизмами. Увеличение вязкости ферментационной жидкости и концентрации мицелия приводит к увеличению кажущейся константы Моно и к уменьщению интенсивности дыхания для заданного уровня концентраций растворенного кислорода. Из этого следует, что величина концентраций (парциального давления) растворенного кислорода для процесса биосинтеза не остается постоянной в течение всего процесса, а изменяется с изменением концентрации биомассы, вязкости среды, скорости вращения мешалки. Этот вывод хорошо согласуется с экспериментальными данными [15, 42]. [c.98]

Хорошо известно, что в состав нефти входят углеводороды — парафины и различные комплексные соединения, такие как смолы, асфальтены, оказывающие сильное влияние на вязкость нефти. Более того, нефть, содержащая значительное количество асфальтенов, имеет непостоянную вязкость. При большом количестве парафинов в нефти ее вязкость тоже оказывается переменной, зависящей от скорости сдвига. Эти особенности реологических свойств нефти обусловлены коллоидным состоянием диспергированных в ней парафинов или асфальтенов. Течение таких жидкостей не подчиняется закону Ньютона и их принято называть аномальными. [c.71]

Кроме вязкости на кинетику процесса растекания и пропитки влияет величина os ф. Обнаружено [89], что нри пропитке пористых тел жидкими металлами вязкое течение не является доминирующим фактором и основную роль играет смачивание жидкостью поверхности. Уменьшение угла смачивания приводит к увеличению-движущей силы процесса и повышает скорость пропитки. Вязкое течение начинает оказывать влияние на процесс пропитки только при полном смачивании, когда скорость растекания очень велика." Кроме вязкости и угла смачивания большое влияние на кинетику растекания и смачивания оказывают размеры и форма пор, угол наклона стенок поверхностных канавок (см. выше). Изучение процессов растекания и пропитки осложняется явлением капиллярного гистерезиса. Это явление заключается в том, что подъем смачивающей жидкости в единичных капиллярах или пористых тепах происходит до квазиравновесных высот, соответствующих метастабильному равновесию [99]. Для единичных капилляров, имеющих переменное по высоте сечение, капиллярный гистерезис выражается в существовании нескольких равновесных высот капиллярного поднятия. Число этих высот зависит от геометрии капилляра и свойств жидкости. В частности, для сходящегося [c.117]

Необходимо иметь в виду, что в условиях работы теплообменников, когда вязкость и прочие теплофизические характеристики теплоносителей не остаются постоянными, фактическое значение длины гидродинамического начального участка будет отличаться от значения, вычисленного по формулам, полученным для условий изотермического течения. Это объясняется переменным значением вязкости жидкости по длине канала, что в свою очередь влияет на формирование пограничного слоя, а следовательно, и на величину длины пути жидкости в канале, который она проходит до сечения, где должно начинаться стационарное течение. [c.100]

Уравнение (10-84) показывает, что производительность прямо пропорциональна скорости вращения червяка. Но не следует забывать, что этот вывод можно применять только в частном случае для изотермического течения ньютоновской жидкости. Следует отметить, что производительность не зависит от вязкости жидкости, а зависит только от конструкционных переменных, определяющих конструкцию червяка и головки. Для неньютоновских жидкостей получают другие результаты, которые рассматриваются в разделе 10-9. [c.272]

Согласно первому представлению [52], элементарные частицы жидкости (в случае полимеров — сегменты макромолекул) находятся в потенциальных ямах , которые образуются благодаря переменным силам взаимодействия окружающей среды. Для того чтобы началось теченн.е, необходима определенная энергетическая активация. В этом случае вязкость равна [c.35]

В тех условиях, в которых консистентные смазки могут течь, их текучесть отличается от текучести смазочных масел и вообще нормальных жидкостей. Внутреннее трение консистентных смазок не является их физической константой, как вязкость нормальных жидкостей. Оно в очень широких пределах изменяется с изменением условий, в которых происходит их течение. Внутреннее трение всех консистентных смазок изменяется с изменением сдвигающей силы (напряжение сдвига) и скорости течения (градиента скорости сдвига), а у некоторых из них и в зависимости от других переменных факторов. [c.22]

Таким образом, в новых переменных опять приходим к уравнению типа уравнения диффузии в неподвижной среде, в котором роль времени играет координата, а роль координаты — функция тока. Уравнение (11.5) в некоторых случаях можно проинтегрировать и после этого найти поток диффузии к поверхности. Таким образом была решена, например, задача о потоке диффузии к обтекаемому цилиндру в потоке идеальной жидкости. Однако подобное решение не соответствует точно действительности, так как силы вязкости существенны вблизи поверхности тел — уравнения идеальной жидкости описывают там течение неправильно. [c.56]

Переменные физические свойства оказывают заметное влияние на коэффициенты теплоотдачи при течении жидкостей. Вследствие зависимости вязкости от температуры скорость жидкости вблизи стенки при нагревании увеличивается, а при охлаждении уменьшается. Перестройка профиля скорости определяет отличие коэффициентов теплоотдачи от значений, рассчитываемых по уравнениям, приведенным выше. В [11] дано обо цение экспериментальных результатов, полученных при течении в трубах жидкостей с отношением жгаенлй коэф- [c.235]

Пример 2-1. Гравитационное течение пленки жидкости с переменной вязкостью. Рассмотрим задачу о течении пленки жидкости для случая, цогда динамическая вязкость зависит от расстояния в соответствии с соотношением [c.51]

Итак, все решения системы уравнений (2.7)-(2.9) при постоянных O, , если os i Ф О, определяются равенствами (2.37), (2.36), (2.34), (2.31), (2.12). Во всех случаях в выбранный момент времени и, v постоянны на прямых Е = onst. Отсюда следует, что в плоских течениях вязкой несжимаемой жидкости при постоянном давлении нет замкнутых мгновенных линий тока vdx = udy. Следует помнить, что в том подразделе 4.2.2 величины t, х, у представляют собой разделенные на и время и декартовы координаты. Для выявления зависимости от коэффициента вязкости I/ в решениях полученных уравнений величины t, х, у следует разделить на I/ и после этого считать t, х, у физическими переменными. [c.190]

Исходные уравнения в переменных скорость, давление. Начальные и граничные условия. Течение вязкой жидкости с ньютоновским законом трения без упрощающих предположений, которые при малой вязкости связаны с упоминавшимися выше в гл. 5 приблин ениями пограничного слоя, а при большой вязкости — с приближением Стокса, онисывается уравнениями Навье — Стокса. Вывод уравнений Навье — Стокса мон5ет быть сделан либо феноменологическим путем на основе известных постулатов Стокса (см., например, [191, [24], [25]), либо на основе молекулярно-кинетической теории [26]. Для однородной несжимаемой вязкой жидкости система уравнений Навье — Стокса имеет вид [c.165]

При ламинарном режиме (преобладание сил вязкости) коэффициент пропорциональности i является свойством жидкости, не зависящим от применяемых усилий или (что здесь то же самое) градиента скоростей dw,ydn. Как было указано в разд.2.2.4, в этом случае линейная связь и dWj dn (1.9) именуется формулой Ньютона, ц называется динамической вязкостью, а жидкости, следующие формуле (1.9), носят название ньютоновсш1х. Для таких жидкостей диаграмма сдвига изображена на рис. 2.25,а, причем для данной температуры (i = tga = = onst. При турбулентных течениях выражение (1.9) приобре1ает формальный характер, его линейность нарушается, поскольку коэффициент пропорциональности становится зависящим от характеристик течения в разделе 2.2.5 это было отражено заменой постоянного коэффициента ц суммой ц + где "турбулентная вязкость" была призвана в терминах и символах динамической вязкости учесть нелинейность, вызванную турбулентными пульсациями. Однако нелинейность связи и 5и>л/0л может проявляться также в таких течениях, когда вязкостные силы доминируют над инерционными. Это характерно для жидкостей, обладающих некоей внутренней структурой, изменяющейся под действием приложенных усилий. Такие жидкости тоже лишь формально следуют уравнению сдвига (1.9) переменный коэффициент пропорциональности в этом случае принимает смысл кажущейся вязкости зависящей от величин Тт и dwy/dn [c.191]

Прежде всего это наличие в конденсате взвешенных частиц. В этом случае течение сквозь пористый разделитель л ожно рассматривать как задачу классической фильтрации. Известно, что проницаемость одной и той же пористой среды для жидкости отличается от проницаемости для газа, т. е. отношение скоростей фильтрации газа и жидкости не равно отношению их вязкостей. Кроме того, процесс фильтрации жидкости протекает нестабильно отношение газопроницаемости материала к проницаемости прн фильтрации жидкости является величиной переменной. Есть предположения, что указанные явления вызываются увеличением вязкости жидкости в узких капиллярах или кольматацней норовых каналов пузырьками растворенного газа. [c.254]

В отличие от переменной величины гидравлическое сопротивление перегородки практически остается постоянным в течение всего процесса фильтрования. Исключение может составлять лишь первоначальный момент, когда некоторые отверстия в перегородке могут оказаться закупоренными твердыми частицами, размер которых близок к эквивалентному диаметру отверстий. Но уже в последующие моменты процесса фильтрации над входами в отверстия создаются напряженные арочные своды из частиц эти своды блокируют отверстия перегородки от попадания в них новых частиц. По этой причине можно полагать ii = onst, что для удобства последующих выкладок формально записывается в виде произведения уже введенной константы К на новую константу С R = К С. Константа С является функцией эквивалентного диаметра отверстий перегородки, числа отверстий на единицу площади фильтрования, толщины перегородки, извилистости каналов для прохода жидкости и т. п. влияние на величину вязкости и плотности жидкости учитывается множителем К. [c.183]

Если для измерения диэлектрической проницаемости жидкости используется переменный ток достаточно высокой частоты, то молекулы, находящиеся под действием поля, уже не успевают переориентироваться в течение периода колебания переменного тока. При этих условиях имеет место поглощение энергии и начинает играть роль явление диэлектрической релаксации. По значениям времени релаксации могут быть определены внутренние вязкости. Во многих случаях эти величины оказываются ничтожно малыми по сравнению с измеренными микроскопическими вязкостями жидкостей. Так, например, исследования твердого т/ ет-бутилхлорида показали, что выше точки вращательного перехода его внутренняя вязкость много меньше, чем в жидкости. Значения диэлектрической проницаемости, измеренные при высоких частотах, неотличимы от значений, полученных при низких частотах. Непосредственно ниже точки плавления аналогично трет-бутнл-хлориду ведут себя тре/ге-бутилбромид, 2,2-дихлорпропан и метилхлороформ, но при понижении температуры на 20—25° их внутренняя вязкость становится примерно равной вязкости жидкости. [c.485]

Внутреннее трение. Оно обусловлено обменом количества движения между мельчайшими неделимыми частицами тел. В нормальных жидкостях, предста1вляющих собой индивидуальные химические соединения или смеси полностью взаимно растворяющихся индивидуальных химических соединений, а также в истинных (молекулярных) растворах твердых тел в нормальных жидкостях такими мельчайшими неделимыми частицами являются отдельные молекулы или их ассоциированные соединения. Внутреннее трение нормальных жидкостей представляет собой физическую константу, которую называют вязкостью. Внутренним трением обладают также дисперсии, которые не относятся к гомогенным однофазным системам. Внутреннее трение дисперсий, к которым принадлежат коллоидные растворы, эмульсии и суспензии, складывается из внутреннего трения дисперсионной среды и дополнительных сопротивлений, создаваемых элементами дисперсной фазы. Однако для такого рода систем внутреннее трение не является физической константой это суммарное проявление элементарных свойств, присущих каждой фазе в отдельности, и их взаимного влияния, чрезвычайно сильно зависящих от условий течения. По аналогии с вязкостью нормальных жидкостей внутреннее трение дисперсных систем также называют вязкостью, добавляя к нему определение аномальная , структурная , эффективная и т. д. Правильнее было бы сохранить название вязкость только для внутреннего трения тех тел, для которых оно является физической константой. Для тех тел, для которых внутреннее трение представляет собой переменную величину, изменяющуюся в различных условиях течения, предпочтительно говорить о внутреннем трении, как об общем понятии, определяющем суммарное со- [c.9]

Само явление зависимости вязкоеп жидкости от реологических перемен ных называют аномалией вязкости Аномалию вязкости связывают с на личнем у жидкости некоторой струк туры [7] и ее обратимым изменением в процессе течения (отсюда термин структурная вязкость ). При этом предполагают, что изменение структуры происходит мгновенно при изменении режима течения. При малых скоростях деформации структура разрушается и полностью восстанавливает- [c.55]

Представление о характере осевого потока жидкости в цилиндрических роторах бесшнековых центрифуг, сложившееся к середине 70-х годов, базировалось в основном на трех теориях слойного течения, поверхностного течения и линий тока, из которых был сделан вывод о характере внутрироторных потоков бесшнековых центрифуг [1]. Жидкость в роторе течет поверхностным слоем толщиной 5...15 мм с переменной скоростью по толщине. Скорость уменьшается от максимальной на свободной поверхности жидкости до нуля на некоторой глубине, которая определяет толщину подвижного слоя. Толщина этого слоя зависит от отнощения длины ротора к диаметру переливного борта (или к высоте переливного борта), вязкости и объемного расхода жидкости, а также от угловой скорости жидкости. [c.12]