Входовые потери давления

При работе с выдавливающими пластометрами имеют место так называемые входовые потери давления, которые искажают результаты реологических определений. Обычно эти потери учитывают введением эффективной длины капилляра эфф = L + KR (здесь L —действительная длина, сл1 R—радиус капилляра, см). Величину коэффициента К, называемого входовой поправкой, определяют по кривым текучести. Для этого находят зависимость давления от величины L R, кривую преобразовывают в прямую линию, которую проводят до пересечения с осью L R, на которой и определяют величину К. [c.21]

Для экспериментального определения входовых потерь давления или поправочного коэффициента обычно используют каналы (сопла) различной длины, но одинакового диаметра. Измеряют последовательно зависимость давления от объемного расхода для каналов различной длины и строят график (рис. 2.16). Затем находят давления на входе в канал при постоянных расходах для каждой длины (горизонтальные сечения). Определив р и рз, строят графическую зависимость давления от длины канала. Если длина наиболее короткого канала больше, чем длина входового участка с неустановившимся течением, то получаем линейную зависимость (рис. 2.17). Для слишком коротких каналов линейной зависимости не получается, поэтому такой метод использовать нельзя. Интерполируя полученную линейную зависимость на ось ординат, находим значение входовых потерь давления рвх для различных расходов (скоростей сдвига). [c.53]

Рис. 2.17. Зависимость давления от длины канала, используемая для нахождения входовых потерь.

Рис. 14. Кривые течения некоторых полиолефинов, полученные на капилляре с Цг = 80, и зависимость входовых потерь давления от скорости сдвига

Потери давления при входе в капилляр для расплавов полимерных материалов по своей природе отличны от входового эффекта, наблюдаемого для маловязких ньютоновских жидкостей. У последних входовые потери связаны с затратой энергии на сообщение жидкости определенной скорости — так называемого скоростного Напора. При течении расплавов доля скоростного напора по сравнению с потерями на вязкое трение в большинстве случаев исчезающе мала и ею можно пренебречь. Входовой эффект при течении полимеров объясняется явлениями, наглядно наблюдаемыми на ротационных [c.89]

ИЗОТЕРМИЧЕСКОЕ ТЕЧЕНИЕ РАСПЛАВА ПОЛИМЕРА В КАНАЛАХ ПРИ НАЛИЧИИ ВХОДОВЫХ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ [c.51]

При увеличении длины канала Кэ снижается, что объясняется входовыми потерями давления. Поскольку на входе в канал развиваются большие напряжения сдвига, то при течении в коротких каналах они не успевают снизиться к выходу и расплав вытекает с большой степенью ориентации, а коэффициент эластического восстановления больше, чем в длинных каналах. При увеличении длины каналов напряжения постепенно снижаются и на некотором расстоянии от входа в канал при переходе к установившемуся режиму течения становятся минимальными. Поэтому высокая степень ориентации, достигнутая на входе, постепенно к выходу из канала уменьшается, что сказывается на значении коэффициента разбухания струи (рис. 2.23). [c.63]

У полимерных систем, проявляющих высокую эластичность, на входе в капилляр могут развиваться большие обратимые деформации. Поэтому величина вх и потери давления на входовом участке могут иметь очень большие значения. Без учета этого измерения вязкости полимерных систем часто оказываются некорректными (см. рис. 1, кривая 3). Надежных методов расчета потерь давления на входе в капилляр и на входовом его участке, обусловленных высокой эластичностью, пока нет. [c.234]

Теоретические методы расчета каждого из этих эффектов еще не разработаны. Поэтому приходится ограничиваться экспериментальным определением суммарной величины входового эффекта . Обычно пользуются распространенным в классической гидродинамике методом, по которому строится график зависимости перепада давлений от параметра LID. Данные для построения этого графика получают путем экспериментального определения потерь давления, возникающих при постоянной величине расхода в опытах с прямой трубой, длину которой можно произвольно изменять. Экстраполируя полученную кривую до нулевого давления, определяют величину входового эффекта, который выражается числом диаметров, на которое надо удлинять трубу при расчете. [c.65]

При длине капилляра L > 22 -т- 307 входовые потери практически не влияют на величину давления [159] и ими можно пренебречь. Следовательно, для упрощения всех расчетов исследования реологических свойств полиэтилена следует проводить в капиллярах сравнительно большой длины (более 20—30 R), тем более, что согласно некоторым исследованиям величина К зависит от градиента скорости сдвига. Индекс расплава также желательно определять в капиллярах большой длины. [c.22]

Значения реологических констант степенного закона, а также напряжение сдвига, при котором развивается пристенный слой, могут быть определены по зависимости расхода от перепада давления при течении композиции в сужающихся конических каналах [26], в котором ввиду специфики геометрии каналов деформирование материала происходит по всему объему, независимо от скорости течения и возникающих напряжений. Следует отметить большую чувствительность входовых потерь к концентрации наполнителя, поскольку они определяются суммой потерь на перестроение профиля скоростей потока и на разрушение каркаса наполнителя. [c.68]

В зависимости от динамики изменения давления и происходящих при этом явлений стадию формования отливки можно разделить на три периода. Первый период — это период заполнения пресс-формы жидким расплавом. При заполнении не все давление передается на пресс-форму. Значительная часть его расходуется на преодоление входового сопротивления в литниковом канале. Входовое сопротивление особенно резко проявляется при малом диаметре литников, а большие потери давления отрицательно влияют на качество отливок. Сопротивление течения расплава с учетом входового эф фекта подчиняется уравнению Пуазейля [20] [c.23]

Как указывалось выше, по перепаду давления в капилляре определяется касательное напряжение на его стенке. Но здесь приходится обязательно учитывать потери давления на входе,, чтобы точно рассчитать градиент давления по длине капилляра. Один из методов учета входового эффекта состоит в продав-ливании расплава ерез капилляры разных длин при одной и той же скорости сдвига на стенке. Наблюдаемые потери дав- [c.95]

Типичные кривые течения расплавов ацетилцеллюлозных этролов при различных температурах представлены на рис. 14. В области низких напряжений сдвига расплавы этролов ведут себя как ньютоновские жидкости и характеризуются наибольшей ньютоновской вязкостью Лив. При повышении скорости сдвига эффективная вязкость Tie снижается. Степень аномалии вязкости увеличивается с понижением температуры в повышением степени полимеризации ацетата целлюлозы. Величина входовых поправок, учитывающая потери давления до участка капил- [c.426]

Анализ и обобщение приведенных экспериментальных и имеющихся в литературе данных дает возможность сделать вывод, что реологические свойства расплавов этролов подобны свойствам большинства термопластов и эти расплавы представляют собой в области низких напряжений сдвига жидкости, подчиняющиеся закону Ньютона. При более высоких напряжениях сдвига у них появляется довольно резко выраженная аномалия вязкости, которая увеличивается с понижением температуры и повышением степени полимеризации эфира целлюлозы. При оценке реологических характеристик расплавов на капиллярных вискозиметрах значение входовых поправок, учитывающих потери давления, увеличивается с повышением скорости сдвига, но не превышает 4. Например, для ацетатцеллюлозных этролов она равна приблизительно 1,5. Этролы характеризуются сравнительно высокими значениями энергии активации вязкого течения, равными 35 - 45 ккал/ моль. При оптимизации режимов переработки этролов необходимо учитывать, что повышение температуры вызывает значительное снижение вязкости расплавов. Это, в свою очередь, требует строго поддерживать определенный и постоянный температурный режим переработки. [c.70]

При экструзии концентрированных растворов и расплавов полимеров через капилляры высокоэластическая деформация (см. рис. 3.7) существенно влияет на динамику формирования стабильного профиля скоростей, приводя к росту 1 . Это обусловливает значительную потерю напора уже на входе, Л/ вх- и потери напора на входе в трубу (капилляр) могут быть приравнены к дополнительному перепаду давления в гипотетическом капилляре (трубе) такого же диаметра, DJ, как и тот. по которому экструдируется жидкость, но с длиной, большей на тЯ. В связи с этим суммарное напряжение сдвига с учетом входового эффекта может быть вычислено по формуле [c.177]

Оценить Рвх можно, измерив давление при нулевой длине капилляра. Тогда Ркап = 0. Это достигается при истечении через капилляр с острой кромкой или при применении капилляров с разной длиной и экстраполяцией длины капилляра на нулевую [3]. На рис. 7.2 представлена зависимость давления от длины капилляра диаметром 1 мм при течении вискозы с вязкостью 10,2 Па-с, содержащей 7,0% целлюлозы и 6,5% щелочи [4]. В достаточно широком диапазоне скоростей течения между давлением и длиной капилляра существует прямолинейная зависимость. Однако, как видно из рисунка, прямые линии исходят не из начала координат, а отсекают при нулевой длине капилляра на оси ординат отрезки, эквивалентные дополнительному перепаду давления, которое необходимо создать на преодоление вязких и упругих сил во входных зонах А и Б. На практике для выражения входовых потерь пользуются некоторой эффективной длиной капилляра /эфф, нэ которую необходимо увеличить его длину, чтобы получить эквивалентное падение давления. Тогда, подставив в выражение (5.19) [c.168]

При течении среды происходит тиксотроппое разрушение (изменение) ее структуры. Это особенно существенно для конц. дисперсных систем, у к-рых при постоянной скорости сдвига стационарное состояние иногда достигается только после огромной деформации (большие длительности деформирования). Исключение этого эффекта, как и исключение входовых эффектов, в принципе производится применением капилляров достаточно большой длины и использованием для расчета вязкости перепада давления на тех участках, где градиент давления по длине канала м. б. принят постоянным. Исходя только из опытов с капиллярами разной длины, эффекты входовых потерь и тиксотропного разрушения структуры системы различить практи 1ески невозможно. Предварительное деформирование системы на высоких скоростях сдвига может существенно облегчить достижение стационарного состояния при ее течении в капилляре. [c.234]

Однако необходимо отметить следующие недостатки метода капиллярной вискозиметрии. Не существует достаточно надежных общих способов разделения сопротивления на вязкую и упругую составляющую, учета дополнительных потерь давления на входовые эффекты, переход через максимум напряжения и т. д. Мерц и Кокс и Стрелла предложили метод оценки упругой составляющей сопротивления по тангенсам углов наклона касательной и секущей в данной точке кривой течения. Другой метод расчета упругих деформаций по величине входового эффекта и по разбуханию струи после выхода из капилляра был предложен Филипповым . Некоторые измерения, в которых использовался этот метод, провел Бэгли на примере полиэтилена. [c.74]

Р. Шулькен и Р. Бой [180] экспериментально определили величины потерь давления на входовой эффект и значения энергии входа тл г, необходимой для создания градиента скорости V = 100 сек . Они вычислили также значение критической энергии Ер, при которой наступает разрыв расплава и искажение поверхности продукта. Чем больше энергия входа Ев, тем больше напряжения в потоке и меньший градиент скорости сдвига расплава, при котором наступает разрушение структуры расплава. В табл. 4 приведены значения Ев и Ер для полиэтилена. [c.42]

При определении реологических свойств расплавов обычно применяют поправку на входовой эффект, учитывающую процессы, протекающие перед капилляром Филиппов и Гаскинс показали, что для расплавов полимеров потери давления при входе в капилляр возникают в результате двух эффектов изменения профиля скоростей и развития высокоэластической деформации при входе в капилляр. Таким образом, входовой эффект п включает две составляющие [c.50]

Подобно линейным гибкоцепным полимерам, высоконапол-ненные системы обнаруживают срыв течения, наступающий при сравнительно низких напряжениях сдвига, причем после срыва резко возрастают потери давления на входовом участке формующего инструмента. М. Л. Фридманом и В. Л. Поповым предложена методика прогнозирования вязкостных свойств наполненных полимеров, а также норпластов и композиций на их основе в зависимости от природы матрицы, типа и содержания наполнителя и температуры. [c.330]

Расчет вязкости по приведенным выше формулам при наступлении режима неустойчивого течения носит условный характер, хотя такого рода данные могут использоваться для практических целей— определения перепада давления при течении расплава через формующие насадки промышленных экструдеров. На входе в капилляр могут развиваться явления, влияющие на величину перепада давления, — турбулентность потока, потери на изменение кинетической энергии расплава, превышение напряжений над стационарным значением, как это описано выше. Первые два явления обычно не играют никакой роли в капиллярной вискозиметрии расплавов полимеров, а существование максимума напряжении может значительно влиять на получаемые результаты. Бэгли предложил метод исключения входовых эффектов, состоящий в пересчете перепада давления на некоторую фиктивную длину капилляра, на которой полностью развился профиль скоростей и течение носит стационарный характер. Предложенная им расчетная формула имеет вид [c.76]