Течение в капиллярах

В работах [22, 13Г] для выяснения природы ньютоновского поведения жидкостей при течении в капиллярах были исследованы соединения, образующие Н-связи и не образующие их. Выяснено, что при течении жидкостей, образующих Н-связи, в стеклянных и кварцевых капиллярах наблюдается отклонение от закона Пуазейля при низких значениях градиентов напора. Было высказано предположение, что наблюдаемое отклонение связано со свойством полярных жидкостей образовывать молекулярные 68 [c.68]

При малых перепадах давления с увеличением радиуса капилляров возрастает роль силы тяжести жидкости, а с уменьшением их радиуса роль капиллярных сил, обусловленных смачиванием и кривизной поверхности. Пренебрежение указанными факторами иногда может привести к существенным погрешностям в расчетах определяемых параметров. Особенно сильные отклонения от закона Стокса наблюдаются при течении в микропорах, радиусы которых соизмеримы с радиусом действия поверхностных молекулярных ил. Жидкость в таких порах под действием поверхностных сил приобретает определенную структуру. В связи с этим течение в капилляре не может начаться до тех пор, пока перепад давления не скомпенсирует сопротивление структуры. [c.233]

Для п предложены значения в пределах О —1,2. Поправка для этого краевого эффекта , пли более правильно входного эффекта , является минимальной, когда длина капилляра намного превосходит его радиус, например, при /Д = 200/1. Следовательно, эффект сравним с перепадом давления, вызванным течением в капилляре. [c.204]

Течение в капилляре под давлением. Решите задачу о течении в капилляре радиуса R и длины L > / . Жидкость в капилляр поступает из резервуара под действием давления Р . На открытом конце капилляра давление атмосферное. Рассмотрите три ситуации, когда капилляр расположен 1) горизонтально 2) вертикально концом вниз 3) вертикально концом вверх. [c.130]

Так как гу = О, гд = О и дь дг = О, в случае установившегося течения в капилляре член (г>-У7)г2= 0. Аналогично можно подсчитать все другие компоненты и показать, что ( 7) = 0. [c.160]

Схема устройства, используемого при исследовании течения в капиллярах, изображена на рис. 13.4. Для того чтобы падением давления в резервуаре можно было пренебречь , отношение должно быть больше 10. Однако радиус резервуара не может быть слишком большим, так как в противном случае время нагрева загруженного полимера будет очень длительным (см. табл. 9.1), а это неприемлемо при исследовании полимеров, легко подвергающихся термодеструкции (например, ПВХ). [c.464]

В области стационарного течения в капилляре скорость сдвига описывается выражением [c.467]

Рис. 13.7. Градиенты скорости при течении в капилляре несжимаемой ньютоновской и степенной жидкостей ц = т = = 0,1 МПа-с АР = 34,5 МПа R = 0,1 см 1 = 5 см.

В настоящем разделе будут рассмотрены явления, связанные с высокоэластическими свойствами расплавов, а именно 1) высокоэластическое увеличение диаметра экструдата (разбухание экструдата) 2) большие потери давления на входе в капилляр 3) нестабильное течение в капилляре, сопровождающееся появлением дефектов экструдата, которые обычно называют дроблением поверхности экструдата. [c.470]

Расчет реологических параметров при течении в капилляре, скорости фильтрации жидкостей в пористой среде и фадиента давления проводится по формулам [c.25]

Течение в капилляре складывается из ряда процессов. В связи с этим для удобства рассмотрения капилляр целесообразно разбить на четыре зоны, которые на рис. 7.1 обозначены индексами А, Б, В и Г. Ъ зоне А, которую называют входной, жидкость течет сходящимся потоком. Различия в скорости между смежными слоями этого потока обусловливают затрату энергии на преодоление сопротивления вязких и упругих сил, поэтому необходимо создать дополнительное давление, сверх предписываемого законом Пуазейля. Кроме того, энергия затрачивается на придание скорости жидкости, что также выражается в дополнительном перепаде давления. В следующей зоне Б происходит развитие профиля скоростей. Здесь также затрачивается энергия на преодоление сил вязкости, упругости и инерции. Зона В характеризуется установившимся течением, для которой справедлив закон Пуазейля, т. е. между длиной капилляра н давлением существует прямо пропорциональная зависимость. Наконец, зона Г — это выходная зона, где прекращается взаимодействие между стенкой капилляра и текущим раствором, т. е. исчезает источник напряжения сдвига. [c.167]

Величина V / пК представляет собой среднюю линейную скорость течения в капилляре и, следовательно, [c.725]

В язкость т] разбавленных растворов полимеров чаще всего определяется в капиллярных вискозиметрах по времени t ламинарного истечения заданного объема V жидкости под действием самого столба жидкости (вискозиметр Оствальда) или определенного давления р, приложенного к одному из колен прибора (вискозиметр Убеллоде). При этом, согласно закону Пуазейля для ламинарного течения в капиллярах, [c.532]

Для ньютоновского течения в капилляре, когда жидкость подчиняется закону Гагена—Пуазейля, при интегрировании модуля градиента скорости по сечению капилляра получается следующее выражение для скорости сдвига 32] [c.292]

Для ламинарного течения в капилляре максимальная скорость сдвига у стенки капилляра описывается следующим уравнением (при условии, что поправкой на кинетическую энергию и концевым эффектом можно пренебречь) [33, 34] [c.292]

В литературе неоднократно предпринимались попытки связать коэффициент а с нормальными напряжениями, развивающимися нри сдвиговом течении в капилляре. Разработка соответствующих теоретических представлений требует знания характера распределения скоростей и напряжений в выходном сечении капилляра. Хотя обычно принимается, что эти распределения остаются теми же, что и в установившемся потоке внутри капилляра, прямые наблюдения показывают, что в действительности возмущающее влияние выхода очень велико оно приводит к сильному перераспределению скоростей и концентрации напряжений . Это делает дискуссионными результаты расчетов, не учитывающих этого обстоятельства. [c.399]

Наряду с этим прозрачные полиэтиленовые нити обнаруживают совершенную с-текстуру. Функция ориентации Германса — Штейна с-осей кристаллитов составляет 0,996, что соответствует разориентации кристаллитов относительно оси течения в капилляре всего лишь в 2°58. Такая незначительная раз-ориентация до сих пор еще не была достигнута ни при одном способе получения ориентированных полимеров. Температура Гпл прозрачных нитей (140°С), определенная методом ДСК, совпадает с Гпл. КВЦ ПЭ исследуемой молекулярной массы и на 10°С выше, чем Гпл этого же ПЭ, подвергнутого отжигу. Теплота плавления, по данным ДСК (57,2 кал/г), близка к теплоте плавления КВЦ (69,2 кал/г). При снятии термограмм образцы обнаруживают зависимость определяемой Гпл от скорости сканирования — свойство, также характерное для КВЦ, быстрое нагревание которых приводит сначала к переходу из кристаллической фазы в термотропную нематическую фазу, а уж затем к плавлению. [c.62]

Разделив правую и левую части уравнения (11) на площадь поперечного сечения капилляра / == к-г , получаем среднюю, скорость течения в капилляре [c.12]

Ранее уже говорилось, что ламинарный режим течения в капилляре имеет место при значениях числа Рейнольдса меньше 2300. Имеем [c.50]

Сначала рассмотрено течение в капиллярах затем полученные результаты использованы для объяснения течения газа в пористой среде. Наконец, рассмотрены некоторые экспериментальные методы и результаты, полученные при изучении течения газов через графит. [c.80]

Такое течение было впервые исследовано в капиллярах Кнудсеном [28] и обычно называется кнудсеновским течением или кнудсеновской диффузией . Выведено [28] выражение эффективного коэффициента диффузии для кнудсеновского течения в капилляре, основанное на рассмотрении числа молекул, пересекающих данное сечение капилляра в единицу времени после диффузного отражения от произвольного элемента поверхности. Интегрирование этого выражения дает величину кнудсеновского коэффициента диффузии Dak для компоненты А [c.89]

Механизм образования нити в зависимости от продолжительности растяжения и напряжения был исследован Нитшманом и Шрейдом [25]. Они показали следующее. Уменьшение толщины растягиваемой нити битума сопровождается возрастанием сдвигового напряжения (при постоянном усилии растяжения). При этом вязкость, а также коэффициент растяжения уменьшаются до какого-то минимума Затем, при дальнейшем возрастании напряжения сдвига, коэффициент растяжения начинает возрастать, вплоть до момента разрыва нити. Возрастание коэффициента растяжения с увеличением напряжения сдвига объясняется ориентационным упорядочением элементов структуры битума. В этой области напряжений сдвига вязкость, измеренная в капиллярном вискозиметре, постоянна и не зависит от напряжения спвига. Таким образом, эти два явления — растяжение нити и вязкое течение в капилляре — реологически различны. Так как напряжение сдвига возрастает до момента разрыва нити, то этот разрыв, очевидно, произойдет в .юмент максимальной деформации и степени ориентации частиц. Следовательно, высокая дуктильность битума является функцией не только размера частиц, но и способности их к деформации и ориентации в направлении течения. [c.18]

Учитывая, что течение впскозиметрическое, можно поменять обозначения осей. В случае течения в капилляре ось z соответствует 1, г — 2, а 0 — 3. Тогда выражения для напряжений сдвига Т]2, первой (Тц — Тоа) и второй (Таг — Х33) разностей нормальных напряжений примут вид [c.162]

Наконец, при обсуждении моделей течения в головках будут учтены результаты, представленные в разделах, посвященных течению в капиллярах, наряду с детальным рассмотрением течения в головках каждого типа. Модели течения в головке должны дать количественные ответы на вопросы такого типа а) какова должна быть конструкция головки и каков будет перепад давлений при экструди-ровании трубы данного размера и постоянного сечения из определенного полимера с заданной скоростью б) как зависит конструкция и потери давления от параметров процесса и реологических свойств расплава. [c.464]

Математическое решение задачи неизотермического течения в капилляре в зоне стационарного течения даже с упрощаюш,им предположением о постоянстве плотности жидкости, требуюш,ее совместного интегрирования дифференциальных уравнений энергетического баланса и движения, в общ,ей форме обсуждалось в разд. 5.1. Одновременно должны быть решены два уравнения, поскольку они связаны через температурную зави- [c.467]

Рис. 13.10. Рассчитанное распределение температуры расплава АБС-пластика (Сусо1ас Т) при течении в капилляре. Для оценки И использовали выражение N11 = 1,75 (Ог) Оо = 0,319 см 1/0 = 30 Тд = 232 °С Г 5730 с Числа у кривых — значения отношения I = г/Х, для которого рассчитано распределение температур А — среднее значение АТ на выходе из капилляра.

В работах [9, 56] для выяснения природы ньютоновского поведения жидкостей при течении в капиллярах были исследованы соединения, образующие Я-свяэи и не образующие их. Выяснено, что при течении жидкостей, образующих Я-связи, в стеклянных и кварцевых капиллярах наблюдается отклонение от закона Пуазейля при низких значениях градиентов напора. Было высказано предположение, что наблюдаемое отклонение связано со свойством полярных жидкостей образовывать молекулярные пространственные структуры, обладающие некоторой величиной предельного напряжения сдвига. Это является следствием межмолекулярных связей. [c.32]

В опытах участок, на которо.м капля движется с некоторым ускорением, из рассмотрения исключался. Отсчет времени и пройденного пути начинался после установления постоянной скорости движения. Толщину пленки электролита под каплей определяли как среднюю из 5—8 измерений, С целью выяснения возможного влияния электрокинетических явлений на электропроводность были проведены измерения сопротивления электролита при различЕ-сых скоростях течения в капилляре. Сопротивление электролита не менялось. Было установлено, что при скоростях движения капель, близких к пластовым, происходит уто 1чение пленки электролита и их остановка. Увеличение перепада давления приводило к дроблению капли в момент ее страгивания с. места. Образующиеся при этом более мелкие капли движутся, но при дальнейшем уменьшении перепада давления движение капель по указанным выше причинам прекращается. Поэтому опыты по определению толщины пленки электролита при движении капель в большинстве случаев проводились при скоростях перемещения, значительно превышающих скорость фильтрации при разработке нефтяных пластов. Только в немногих опытах путем многочисленных попыток удавалось получить скорости движения, близкие к пластовым. В процессе опытов проводили визуальные наблюдения за состоянием капель и пленки с помощью микроскопа н фотографирование капель при их движении. [c.156]

Рассмотрим некоторые типичные материалы и ойределим, каковы закономерности их течения в капиллярах. Простейшие жидкости—вода, масла, спирты, эфиры и др.—это ньютоновские жидкости. Увеличение давления в экструзионном реометре вдвое приводит к двукратному повышению расхода, поэтому кривые течения этих материалов представляют собой прямые линии (рис. 2). [c.14]

За счет фильтрации осуществляются ламинарное течение в капиллярах и конвектР1вный перенос вещества со скоростью, подчиняющейся закону Пуазейля [c.113]

Я должен сказать по поводу выступления Ю. А. Пинкевича следующее. Он указал, что я не понял описания его прибора для измерения вязкости. Я отметил этот прибор. как несомненно остроумный, однако, к сожалению, вынужден настаивать на том, что этот прибор представляется опасным для применения,так как он содержит жидкости, либо способные извлечь из масла некоторые компоненты, либо изменить условия течения в капилляре. Ведь для измерения вязкости смазочных масел при низких температурах можно применять не только капиллярные вискозиметры, но и приборы, основанные на других принципах, например, прибор с коаксиальными цилиндрами М. П. Воларовича. Л. Г. Жердева указывала на то, что, критикуя вискозиметр Ю-. А. Пинкевича, я как будто ничего не предлагал взамен его. Но в сегодняшнем докладе М. П. Воларовича приведено описание многочисленных принципов, на которых основаны разнообразные вискозиметры. Некоторые их них не имеют недостатков прибора Ю. А. Пинкевича. [c.242]

Для простоты рассмотрение течения газа в порисгом теле следует начать с изучения течения в единичном капилляре. Недостаток такого подхода к решению задачи — в представлении физической картины течения газа в пористом теле как течения в среде, состоящей из независимых капилляров. Это представление неточно. Неточно" и другое приближение, состоящее в рассмотрении пористой среды как набора шариков. Последний метод был использован в работе [14], где рассмотрено лобовое сопротивление одиночного шарика в системе, состоящей из множества подобных шариков. Как будет указано ниже, этот прием целесообразно использовать при изучении турбулентного потока в пористой среде. В работах [15, 16] получены интересные результаты по диффузии бинарной смеси газов в пористой среде, причем среда рассматривается как состоящая из больших неподвижных молекул. Подобная трактовка была распространена на диффузию многокомпонентной смеси газов [17, 18], и все же в качестве исходной гипотезы в настоящем обсуждении сохраняется теория течения в капиллярах но читатель должен остерегаться слишком общего использования следствий, вытекающих из этой гипотезы. Мы будем предполагать течение изотермическим и пренебрегать краевыми эффектами. Эти эффекты при диффузии через одиночный капилляр рассмотрены в [19] отметим, что краевые эффекты обычно не играют большой роли при изучении течения в пористой среде. Движение газов через пористую среду под действием температурных градиентов описано в [20]. [c.81]

Переход к турбулентному течению в пористом теле сложен, и поэтому был предложен ряд эмпирических соотношений (см. обсуждение в [1]). Хатфильд [57] изучал течение в пористом угле и наблюдал ярко выраженный переход от ламинарного к турбулентному потоку. Анализируя этот результат, Хевит [51] показал, что переход к турбулентности встречается при значительно более низком числе Рейнольдса, чем можно было бы ожидать, исходя из средних значений диаметра пор и скорости, если учесть кривизну пор. Этот результат не удивителен, если принять во внимание, что при переходе к турбулентности возникнет тормозящее действие со стороны множества сфер и становится ясной опасность слишком далеко идущих аналогий с течением в капиллярах. В искусственном графите появление инерционных потерь имеет место при еще более низких скоростях, чем это предсказал Хатфильд для пористого угля. [c.99]

Уошберн, Шелтон и Либман впервые применили метод Маргулиса при изучении стекольных расплавов. Их прибор (фиг. 88) состоит из цилиндрического фарфорового тигля, в котором плавилось стекло. По вертикальной оси тигля вращалась точно центрированная цилиндрическая мешалка . Крышка фарфорового тигля обогревалась добавочной обмоткой для поддержания постоянной температуры в расплаве. Момент вращения создавался падающими грузами, подвешенными на шелковых нитях, намотанных на алюминиевый шкив вверху мешалки. Для уменьшения трения до минимума мешалка вращалась на шариковых подшипниках. Калибровка прибора производилась по сильно вязким смесям чистой глюкозы с водой и декстрозой. Вязкость жидкостей для калибровки измерялась на обычном вискозиметре Оствальда, по методу падающего шарика, по методу определеиия ск орости течения в капиллярах и, наконец, в упрощенном вискозиметре с вращающимся цилиндром. Значения вязкости градуировочных жидкостей, полученные всеми методами, хорошо согласуются. Зависимость вязкости от температуры представлена авторами на трехмерных диаграммах с температурами по вертикальной оси и треугольными диаграммами со- [c.95]

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]

Основой для теоретического анализа задач по фильтрации является уравнение скорости фильтрации. Это уравнение было упомянуто уже Дарси в 1876 г. и является не чем иным, как видоизмененным законом Пуазейля для ламинарного течения в капиллярах, причем дифференциальаая или мгновенная скорость фильтрации через единицу площади выражается как отношение движущей силы (давления) к произведению вязкости на сумму сопротивлений фильтра и отжатого осадка на фильтре. [c.298]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология