Ньютоновские области течения

Для аномально вязких систем характер изменения вязкости при разных напряжениях различается (рис. 6.2). При малых напряжениях зависимости т)=/(Р) отвечают закону Ньютона, характерному для нормальных низкомолекулярных жидкостей. В отличие от последних коэффициент т1о (называемый наибольшей ньютоновской вязкостью) для полимеров и дисперсных систем в этой области напряжений весьма высок (10 —10 Па-с). С увеличением напряжения сдвига происходит разрушение малопрочной пространственной структуры (сетки) системы и скорость течения аномально возрастает, пока при относительно больших напряжениях структура не будет разрушена полностью и в процессе течения не будет успевать восстанавливаться. Поэтому при больших напряжениях система характеризуется также ньютоновским законом течения, но коэффициент т)т (называемый наименьшей ньютоновской вязкостью) намного меньше, чем т о. [c.151]

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]

Аномалия вязкости, как уже указывалось, проявляется в том, что под действием напряжений и деформаций сдвига вязкость снижается. Чтобы оценить, насколько интенсивно снижается вязкость в различных полимерах, удобно пользоваться приведенной вязкостью т] =т)/т1о. Для всех полимеров в ньютоновской области течения ti=i1o и т]г=1> т. е. все кривые Ig ij —lg т выходят из одной точки. При этом отношение т]/т1о тем меньше, чем больше аномалия вязкости и, следовательно, т] является мерой аномалии вязкости, мерой разрушения флуктуационной сетки при сдвиге. [c.167]

Во-первых, даже при низких скоростях сдвига в области ньютоновских режимов течения нормальные напряжения могут иметь конечное значение. Исходя из соотношения и уравнения (И), [c.261]

Пусть измерения вязкости проводятся в интервале значений х, изменяющихся в 100 раз — от (10 я)"1 до Ю а) . При этом эффективная вязкость изменяется по сравнению с г] не более чем на 1 %. Это лежит за пределами разрешения практически всех методов измерения вязкости полимерных систем, и, следовательно, в довольно, широком диапазоне изменения напряжения (в 100 раз) вязкость постоянна, т. е. наблюдается область течения, отвечающая начальной (наибольшей) ньютоновской вязкости, несмотря на сильную зависимость т) от х. [c.178]

Таким образом, единственная разница между релаксационными спектрами расплавов реальных полимеров состоит в ширине и расположении области изменения функции Н (t) (область ВС на рис. 1.32), характеризуемой значением максимального времени релаксации Хт и значением х — момента резкого перегиба кривой Н (т). При этом величина Хт. определяется как значение 1/у, соответствующее выходу в область течения с постоянной ньютоновской вязкостью, поскольку при этом значение производной d gx Jd gy =0. Следовательно, при Т Тт и вся функция Н (т) 0. [c.46]

Основная причина отклонения от ньютоновского характера течения при высоких концентрациях полимера заключается в образовании сетчатых структур (структурирование) в растворах. При высоких же разбавлениях преобладает зависимость характеристической вязкости от напряжения сдвига. Оба указанных эффекта можно разделить. При любых аномалиях вязкости в области малых градиентов скорости кривая течения выходит на ньютоновскую прямую в области больших градиентов.— Прим. перев. [c.273]

Характерно, что, чем меньше отношение средней весовой к средней числовой молекулярной массе и ближе к единице, тем больше область течения с наибольшей ньютоновской вязкостью и тем резче выражена зависимость эффективной вязкости от градиента скорости. С увеличением этого отношения область течения с наибольшей ньютоновской вязкостью сокращается, раньше наблюдается переход к течению с эффективной вязкостью, а зависимость эффективной вязкости от градиента скорости на графике отображается более пологой линией. [c.77]

Для данных областей течения дисперсий имеем систему уравнений, одно из которых описывает ньютоновскую область, а другое — область аномалии вязкости [c.6]

Указанные изменения свойств потока в ориентационной области присущи, по-видимому, даже битуму с ньютоновской характеристикой течения. Современный метод определения дуктильности не позволяет интерпретировать получаемые результаты. При данной температуре ньютоновский (или немного отличающийся от ньютоновского) битум имеет, вообще говоря, наибольшую дуктильность, определяемую длиной нити (в см) до момента ее разрушения. С увеличением отклонения от ньютоновского течения дуктильность снижается. При повышении температуры дуктильность растет до максимума, совпадающего, по-видимому, с оптимальными условиями образования нити, а затем снижается. [c.19]

По мнению П. А. Ребиндера [5], для характеристики масел при низких температурах целесообразно измерять статическое предельное напряжение сдвига, определяющее начало текучести масел. При этом течение переходит из ньютоновской области — чрезвычайно медленного течения масла вследствие его высокой вязкости — в область структурного потока сравнительно низкой вязкости. [c.333]

Изменение структуры нолимерных систем, являющееся внутренней причиной В. а. и сопутствующих эффектов, происходит во времени, вследствие чего все эти явления имеют тиксотроиный характер. По мере развития деформации происходит постепенно углубляющееся разрушение исходной структуры системы этот процесс завершается выходом на режим установившегося течения, к-рому отвечает динамич. равновесие процессов восстаповлепия и разрушения структурных связей. Поэтому В. а., экспериментально оцененная при различных скоростях и напряжениях сдвига, характеризует конечные (предельные) степени тиксотропного разрушения структуры, реализуемые при данных. механич. и темп-рных условиях деформирования. Кривая течения в области структурной вязкости описывает совокупность таких предельных состояний полимерной системы при различных напряже]шях. При этом области наибольшей ньютоновской вязкости отвечает течение с условно неразрушенной структурой (точнее — структурой, изменения в к-рой не удается зафиксировать вис-козплютрич. методами), а области наименьшей ньютоновской вязкости — течение системы с полностью разрушенной структурой, так что дальнейшее возрастание напряжения уже не может привести к еще болео глубоким структурным превращениям. [c.286]

Типичный вид кривой течения прядильного раствора ПАН показан на рис. 3.11. На первом участке кривой до напряжений, равных примерно 10 дин/см , вязкость раствора, определяемая как т] = ст/7 или Ig ti = Ig а — Ig 7, не зависит от напряжения сдвига. Этот участок в дальнейшем будем называть нижней областью ньютоновского течения, а вязкость — максимальной ньютоновской вязкостью tio- Соответственно верхнюю область, в которой вязкость также не зависит от напряжения сдвига, будем называть верхней ньютоновской областью, а вязкость — минимальной ньютоновской вязкостью В промежуточной области кривой течения вязкость сильно зависит от условий течения это область аномалии вязкости, а сама вязкость рассматривается как эффективная т). [c.47]

У линейных полимеров не должно быть ньютоновской области течения при малых напряжениях, т. е. именно при этих условиях должен проявляться резкий спад вязкости. При очень малых Р течение полимера происходит практически с неизменной надмолекулярной структурой, ибо последняя успевает полностью восстановиться за время опыта. Стабильность структурных микроблоков (высокие средние времена их жизни) делает возможным существование области ньютоновского течения с т] = onst. При очень малых Р, когда разрушения надмолекулярной структуры еще не происходит, т] полимера при развертывании и выпрямлении макромолекул в процессе вязкого течения может даже несколько возрастать. При сравнительно больших Р (превышающих 10 Па) более мощный эффект снижения г из-за разрушения надмолекулярной структуры становится определяющим. [c.170]

Модель сетки узлов-микроблоков с временами жизни на 8—10 порядков больше времени релаксации, характерного для свободных сегментов, позволяет понять и объяснить многие реологические и динамические свойства линейных полимеров. Так, снижение вязкости линейных полимеров [94—97] с увеличением напряжения сдвига могло быть понято, исходя из концепции постепенного разрушения микроблоков надмолекулярной структуры (или микропачек) как тех мест в структуре, которые оказывают основное вязкое сопротивление при перемещении макромолекулам. При напряжении сдвига, близком к нулю (ньютоновская область течения), вязкое течение происходит путем флуктуационного распада узлов-микроблоков, но в целом структура не меняется, так как микроблоки успевают возникнуть в других местах. Поэтому среднее число физических узлов, через которые проходит макромолекула, остается тем же (ситуация напоминает перестраивающиеся химические сетки по терминологии Тобольского). Согласно Фоксу и Флори [98], а также правилу лога- [c.135]

Возвращаясь к угловым головкам для экструзии труб, отметим, что для расчета течения в головке необходимо смоделировать двумерное течение в 2- п 0-направлениях. Это достаточно сложная задача. Впервые модель течения в узких головках была предложена Пирсоном 169]. При моделировании область течения выпрямили и рассматривали двумерное течение в прямоугольных координатах между двумя пластинами. Расстояние между пластинами может изменяться таким образом, чтобы величина расхода оставалась неизменной. Формующая щель головки имеет постоянное сечение и образована двумя концентрическими цилиндрами. Результирующие расчетные уравнения имеют сложный вид, и их решение требует использования ЭВМ. Тем не менее можно получить результаты для изотермического течения как ньютоновских, так и степенных жидкостей. Гутфингер, Бройер и Тадмор 170] решили эту задачу, применив метод конечных разностей (МКР), рассмотренный в гл. 16. Этот приближенный, но сравнительно простой метод очень удобен для решения задачи двумерного медленного течения в узких зазорах. Результаты, полученные при помощи МКР, идентичны результатам Пирсона, но на их получение затрачивается меньше машинного времени. [c.493]

Во-первых, даже при низких скоростях сдвига в области ньютоновских режимов течения нормальные напряжения могут иметь конечное значение. Исходя из соотношения а = и уравнения (14), можно видсть, что 3 следовательно, высокоэластические [c.261]

К квазитиксотропным системам относится большинство каучуков и расплавов пластмасс. Для реологических свойств квазитиксотропных систем типично существование области течения с[максимальной ньютоновской вязкостью практически неразрушенной структуры, в пределах которой не обнаруживается никаких тиксотропных (временных) эффектов [c.63]

Жизнь полученных нами растворов полисиликатов калия не заканчивается растворением части кремнезема и переходом его в гидратированные формы, что происходит в течение нескольких суток. Позднее начинают развиваться процессы гелеобразования, и система теряет текучесть, что фиксировалось нами измерением вязкости системы, изменение которор отражало процессы гелеобразования. Растворы, будучи маловязкими, длительное время сохраняли ньютоновский характер течения. В связи с этим изменение вязкости в процессе гелеобразования трактовалось с позиции классических представлений, разработанных Эйнштейном. Образование цепочек взаимодействующих частиц кремнезема, ветвясь и разрастаясь, создает вместе с гидратными оболочками относительно неподвижные области, которые, увеличиваясь в объеме, приводят к застудневанию, которое наступает, когда фаза геля приближается к половине общего объема системы. Рассчитав по величине вязкости долю объема фазы геля, мы получили кинетику гелеобразования, представленную на рис. 36. [c.68]

Отклонения от ньютоновского характера течения, наблюдаемые для растворов полимеров даже при довольно высоких разбавлениях, определяются частично нолидисперсностью образца [11]. Уменьшение вязкости при увеличении градиента сдвига будет менее резким в случае более широкого распределения по молекулярным весам. Следовательно, с помощью соответствующих измерений можно оценить степень полидисперсности [12]. Имеются некоторые указания на то, что постоянные в уравнении, связывающем вязкость с концентрацией, в области неньютоновского течения [13] зависят от степени полидисперсности образца . Экспериментальных данных, подтверждающих это положение, пока не получено. Райхман [14] использовал графические зависимости т]в/ Цв=о от а, где т]у и Т1п=(, — вязкости при градиентах скорости В иВ = О соответственно, а а — отношение градиента скорости к коэффициенту вращательной диффузии. Он показал, что в монодисперсной системе при низких величинах а отношение г]о/ Цо=о уменьшается быстрее, чем в полидисперсной системе. Сабия [15] применил характеристики кривой течения расплавов или концентрированных растворов для оценки коэффициента дисперсности [c.273]

ВЯЗКОСТИ, пе возникает никаких затруд-ненгпЧ. Действительно, из уравнения (11,26) следует, что функция Я(т) существует только в той области, внутри которой (1 р1й у ф . Следовательно, в области ньютоновского течения функция Н(т) = 0. Поэтому если известны значения >о и уоо, при которых начинаются области течения с максимальной и минимальной ньютоновской вязкостью, то можно установить границы области существования спектра [c.56]

Значительно сложнее рассчитать полный релаксационный спектр по результатам вискозиметрических измерений, если на кривой течения удается экспериментально определить только область течения с максимальной ньютоновской вязкостью. Тогда величина минимального времени релаксации и, следовательно, верхняя граница спектра остаются неопределенными. В этом случае приходится использовать [ терационно-эксграпо-ляционные методы. Допустим, в распоряжении экспериментатора имеется кривая, подобная изображенной на рис. 11.9. По этим данным мо.жно определить значение т, и значение правой ветви релаксационного спектра. Экстраполируя участок АВ в область меньших времен релаксации, определяем значение то из очевидного соотношения [c.56]

В [7 ] приведено сопоставление изменения АОстр с обобщенной реологической характеристикой для системы, полученной загущением высоковязкого нефтяного масла комплексными кальциевыми мылами. Поскольку для этой системы в наших опытах не удавалось достигнуть верхнего ньютоновского режима течения, а также получить надежные данные в области очень малых ско-в4 [c.94]

Линейные полимеры и их растворы, коллоидные и вообще тиксотропные системы [31—37] в области небольших скоростей деформации и напряжений подчиняются ньютоновскому закону течения с вязкостью т)=соп51. С увеличением напряжения вязкость перестает быть постоянной величиной, а зависит от напряжения (переход к неньютоновскому течению). (Различные механизмы и теория неньютоновского течения рассмотрены в работах [30, 38]. [c.205]

Лонгворт и Буссе [14] опубликовали серию экспериментальных данных по вязкостным свойствам растворов полиэтилена в парафиновых восках, охватывающих широкую область составов. Полученные ими результаты легко поддаются обобщению путем сдвига кривых течения, но все экспериментальные точки лежат левее и ниже, чем это предсказывается теорией Бики, так что отклонение от ньютоновского режима течения начинается при скоростях сдвига на десятичный порядок более низких, чем это следует из теории. Возможно, это связано с методом расчета средневесового молекулярного веса смесей, использованным авторами оригинальной работы парафин (воск молекулярного веса 435) не рассматривался как растворитель, а молекулярный вес рассчитывали как средний из молекулярных весов полимера и парафина. Поэтому приводимые значения молекулярных весов оказались заниженными, и при правильном подходе исходные экспериментальные данные должны сдвинуться вправо вдоль шкалы приведенной скорости сдвига. В том отношении, что точки лежат ниже теоретической кривой, результаты Лонгворта и Буссе согласуются с экспериментальными данными Мендельсона для расплавов полиэтилена (рис. 5.8). [c.200]