Деформация ламинарная

Уравнение (5.58) используют при расчете процессов перекачки маловязких жидкостей тина воды, бензина, спирта и т. п. Законы, описывающие процессы течения (деформирования) смазочных масел и специальных жидкостей, требуют учета внутреннего трения этих материалов. Для лучшего понимания особенностей и закономерностей течения реальной вязкой жидкости рассмотрим простейший случай ее деформации между параллельными неподвижной и сдвигаемой поверхностями (рис. 5.11). Слой жидкости, непосредственно прилегающий к движущейся пластинке, перемещается со скоростью и акс. Скорость движения слоя жидкости у неподвижной пластинки ио равна нулю. Распределение скоростей по зазору при ламинарном течении подчиняется линейному закону [c.266]

Отсюда следует, что при ламинарном смешении решающим фактором является величина деформации, тогда как скорость деформирования и напряжение не играют никакой роли. Это справедливо в случае смешения материалов, не обладающих пределом текучести (и способных к образованию смесей) [11. Величина напряжения сдвига при этом не имеет значения, поскольку речь идет о степени смешения (разумеется, потребляемая мощность зависит от напряжения сдвига). Если же смешиваются компоненты, которые можно размельчить, только приложив к ним усилия, превышающие их предел текучести, то в этом случае локальные напряжения играют главную роль. Примерами таких компонентов являются агломераты технического углерода и ассоциаты вязкоэластичного полимера. Кроме того, для некоторых систем (в частности вязкоэластичных) очень важными факторами могут быть скорость нагружения и локальные изменения напряжения. Для систем твердое вещество— жидкость такой вид смешения называют диспергирующим смешением [51, а для систем жидкость—жидкость—гомогенизацией. При описании диспергирующего смешения мы будем в дальнейшем использовать термин предельная частица , т. е. наименьшая частица дисперсной фазы в смеси. [c.184]

Итак, в технологии производства полимеров используют два вида смешения недиспергирующее и диспергирующее смешение, называемые также экстенсивным и интенсивным смешением. Для первого вида смешения основным способом перемещения компонентов является конвекция. Тип смешения может быть либо распределительным, либо ламинарным. Распределительное смешение осуществляется вследствие упорядоченного или случайного перераспределения компонентов смеси, а ламинарное смешение — путем деформации материала в процессе ламинарного течения при растяжении, сжатии или сдвиге. [c.184]

Для упрощения количественного анализа ламинарного смешения разработан метод исследования изменения площади поверхности раздела фаз в процессе смешения. Увеличение площади поверхности раздела можно непосредственно связать с начальной ориентацией и общей деформацией системы [17, 3]. Величину деформации можно рассчитать, зная в деталях картину течения. В конечном счете общая деформация может служить количественной характеристикой ламинарного смешения. Ее можно связать с конструкцией смесителя, технологическими параметрами процесса смешения, физическими свойствами смеси и начальными условиями. Однако измерить общую деформацию жидкости нелегко. Не удается также установить непосредственную связь между расчетной величиной деформации и композиционной однородностью смеси, которая зависит от распределения элементов поверхности раздела внутри системы. Лишь в относительно простых случаях удается рассчитать ширину полос текстуры по величине общей деформации. В более общем случае для определения величины деформации, обеспечивающей заданную однородность смеси, приходится устанавливать эмпирические закономерности. Таким образом, деформация является характеристикой процесса, позволяющей установить связь между параметрами процесса смешения и качеством смеси. В дальнейшем некоторые из этих количественных подходов будут рассмотрены более детально. [c.199]

Если допустить, что ключевым параметром, определяющим качество ламинарного смешения, является суммарная деформация, то возникает следующая проблема в большинстве промышленных смесителей и в технологии переработки вообще различные частицы жидкости подвергаются различным деформациям. Это справедливо для смесителей как периодического, так и непрерывного действия. В смесителях первого типа различия в деформировании возникают за счет разницы в величине пути, пройденного частицами жидкости внутри смесителя, В смесителях непрерывного действия кроме разницы в пути, пройденном частицами, важна еще разница во времени пребывания каждой частицы жидкости в смесителе. Для количественного описания различий в деформировании предложены функции распределения деформации [26], подобные классическим функциям [c.205]

Рис. 7.18. Функции распределения деформаций для вынужденного течения в смесителе из параллельных пластин (/) и для ньютоновского ламинарного течения в круглой трубе (2).

Итак, течение под давлением, как видно из рис, 11.7, характеризуется широкой ФРД, в которой минимальная величина деформации оказывается равной нулю. Очевидно, что все устройства, работа которых основана на принципе потока под давлением, являются плохими ламинарными смесителями. [c.381]

Количественной мерой ламинарного смешения является суммарная деформация V. равная для простого сдвигового течения произведению скорости сдвига на время, т. е. yt. За различные промежутки времени можно получить одну и ту же суммарную деформацию за счет регулирования скорости сдвига, а следовательно, и интенсивность тепловыделений вследствие вязкой диссипации. При простом сдвиговом течении степенной жидкости интенсивность диссипативного разогрева можно выразить через суммарную деформацию и время сдвига [c.383]

Из общих положений теории смешения следует, что труднее ввести более вязкий компонент в менее вязкую среду, чем наоборот.. Это согласуется с упомянутым ранее условием ламинарного смешения оба компонента должны претерпеть деформацию. Естественно, высоковязкий компонент трудно деформировать, если он помещен в легко деформируемую маловязкую среду. Поясним это на примере [5]. [c.384]

Хорошее ламинарное смешение достигается лишь тогда, когда в смесителе расплав полимера подвергается большой суммарной деформации. При зтом удается существенно уменьшить композиционную неоднородность материала по сечению канала. Однако особенность профиля скоростей в экструдере заключается в том, что суммарная деформация, накопленная частицами жидкости, зависит от местоположения частиц. Следовательно, степень смешения по сечению канала неодинакова. А значит, и по сечению экструдата следует ожидать определенную композиционную неоднородность. Количественной мерой этой неоднородности могут быть функции распределения деформаций Р (у) и f (у) йу. Проанализируем эти функции для экструдера с постоянной глубиной винтового канала червяка, используя простую изотермическую модель, описанную в разд. 10.2 и 10.3. В гл. 12 рассмотрен процесс смешения в пласти-цирующем экструдере, в котором плавление полимера влияет на вид функций распределения. [c.406]

Особенностью электромагнитной объемной силы является то, что в отличие от других объемных спл (силы тяжести, инерционных сил) ею можно управлять, воздействуя на вызывающие ее. электрическое и магнитное поля. Изменяя величину электромагнитной силы, можно влиять на интенсивность п форму ударных волн, увеличивать критическое значенпе числа Рейнольдса при переходе ламинарного режима течения в турбулентный, замедлять или ускорять ноток электропроводной жидкости (или газа), вызвать деформацию профиля скорости и отрыв пограничного слоя. [c.178]

Полезно ввести еще одно определение вязкости, связанное с формулой Ньютона и диссипацией энергии 10, с. 93]. Обычно вязкость вводится не в связи с сопротивлением деформации, а при рассмотрении процессов переноса. В ламинарном потоке с постоянным градиентом скорости у для поддержания стационарного течения нужно затрачивать тем большее напряжение сдвига Р, чем больше внутреннее трение, мерой которого является коэффициент [c.162]

Изучение кинетики установления стационарного ламинарного течения, т. е. изменения Р во времени с увеличением у при заданной скорости сдвига. Этот способ позволяет по полученным зависимостям Р(у) или P(t) определять характер связи напряжения сдвига со скоростью деформации в условиях установившегося течения. [c.155]

Поперечные связи являются препятствием для перемещения слоев в ламинарном потоке. С ростом напряжения или градиента скорости деформаций эти связи по необходимости будут разрушаться. Однако при малом градиенте скорости разорванные связи успевают восстанавливаться под влиянием броуновского движения. Жидкость в этом случае течет как ньютоновская, с начальной вязкостью т1о. [c.139]

Характер влияния числа Re определяется режимом движения жидкости. Резкая местная деформация потока обычно усиливает тенденцию к поперечному перемешиванию частиц и нарушает упорядоченность их движения. Поэтому в большинстве местных сопротивлений ламинарный режим наблюдается только при очень малых значениях числа Re, когда силы инерции частиц незначительны по сравнению с действующими на них силами вязкостного трения. При этом движение жидкости происходит без отрыва от стенок, а местные потери напора оказываются пропорциональными первой степени скорости (так же, как при ламинарном движении в трубе) коэффициент местного сопротивления при этих значениях Re выражается формулой [c.147]

Из рис. 34 видно, что внутри электрода намечаются местные нарушения ламинарного истечения массы, что указывает на развитие дизъюнктивной деформации. [c.135]

Изучая кривые течения, построенные из данных кинетики развития деформации при разных постоянных напряжениях, автор показал, что у битумов при постоянной температуре имеются две области условно упругая и пластической ползучести, разделенные критическим граничным напряжением — пределом текучести Рк-В условно упругой области при кратковременном наложении малых по величине напряжений, ниже предела текучести, развиваются весьма малые обратимые деформации. Однако длительное действие этих напряжений вызывает медленное течение, что характеризует область не как истинно упругую, а как условно упругую, для которой можно измерить высокую истинную вязкость. Переход из этой области в область пластической ползучести осуществляется в узком интервале напряжений. При этом градиент скорости лавинно увеличивается, что указывает на разрушение части связей, образующих пространственную структуру битума. Дальнейшее разрушение имеет место и в области пластической ползучести. Эффективная вязкость является итоговой характеристикой процессов разрушения и тиксотропного восстановления разрушенных связей системы при ламинарном течении с заданным градиентом скорости. [c.73]

Тензор a ik является девиатором тензора напряжений и может быть выражен комбинацией касательных напряжений. Соотношение между девиатором напряжения и деформациями эквивалентно соотношению между касательными напряжениями и сдвигом (предполагается, что касательные напряжения вызывают только сдвиг ). Деформации, при которых не изменяется объем тела, в дальнейшем будем именовать сдвигом (ламинарный сдвиг). Для него в случае гукова тела записывается реологическое уравнение [c.19]

Остановимся, во-первых, на ламинарном режиме движения жидкости. Ламинарным движением называется параллельноструйное движение жидкости, в котором отсутствует перемещение ее частиц в направлении, ортогональном к направлению движения. Короче, ламинарное движение жидкости — это движение жидкости эквидистантными слоями, стратифицированное движение. Поэтому перенос теплоты и импульса в направлении, ортогональном к направлению движения, возможен только за счет молекулярного обмена. В этом случае составляющая тензора касательного напряжения трения является линейной функцией от величины, соответствующей скорости деформации сдвига (гипотеза Ньютона). [c.6]

Как видно по интерферограммам, изменения по времени скорости и температуры в средней плоскости факела в значительной степени взаимосвязаны. Большие пульсации возникают вследствие раскачивания и колебаний факела в боковом направлении. Однако течение при этом остается в основном ламинарным. Этого и следовало ожидать при локальном числе Грасгофа, соответствующем расстоянию, указанному стрелкой на рис. 11.8.3, а. Течение на снимке 11.8.3,6 ламинарное, хотя уже наблюдаются значительные поперечные деформации. [c.91]

Так как длина местного сопротивления обычно не превосходит нескольких диаметров трубопровода, то потерями на трение и их изменением из-за деформации потока при турбулентном течении можно пренебречь. Следовательно, основной причиной местной потери напора в этих условиях является вихреобразование. Нри малых числах Рейнольдса, т. е. при ламинарном режиме движения, определяющими являются потери на трение. [c.59]

Кроме статистических критериев, для оценки состояния смеси используют также и деформационные (реологические) критерии. К последним можно отнести изменение толщины полос включений и соответственно увеличение площади раздела фаз. Ламинарное смешение приводит к вытягиванию исходных слоев компонентов, в том числе податливых агломератов ингредиентов (или слоев полимера, уже насыщенного техническим углеродом), в полоски и пленки малой толщины. Этот процесс происходит во времени и характеризуется скоростью деформации и длительностью ее дейст- [c.144]

Дроблению капли предшествует значительная деформация поверхности капли. Эта деформация вызывается воздействием на поверхность напряжений со стороны внешнего и внутреннего течений, для чего нужны значительные градиенты скоростей и динамических напоров. В ламинарном потоке градиенты скорости возникают при течении возле стенок, поэтому основное дробление капель наблюдается в пристеночной области, где течение носит сдвиговый характер. В турбулентном потоке градиенты скорости возникают в окрестности капель при обтекании их мелкомасштабными пульсациями. Поэтому размер капель, которые могут дробиться в турбулентном потоке, меньше, чем в ламинарном потоке. В дальнейшем для простоты будем считать, что критический размер капель [см. формулу (14.14)] разделяет капли на дробящиеся iR > i ) и не дробящиеся iR[c.387]

Как уже отмечалось в 1.4, имеющиеся экспериментальные данные свидетельствуют о том, что турбулентное горение носит фронтальный характер, т.е. свежая смесь и продукты сгорания разделены узким пограничным слоем, в котором происходит резкое нарастание температуры. Этот слой искривлен из-за флуктуаций скорости разных масштабов.. Воздействие турбулентности на его внутреннюю структуру определяется критерием, известным из теории растяжения пламени (Коважный [1956], Ютимов [1963]), в которой рассматривается однородная безвихревая деформация ламинарного пламени. [c.223]

Б газки по природе образования к холодным трещинам ламинарные (слоистые) трещины. Наибольшую склонность к ламинарным трещинам проявляют угловые швы (врезные патрубки, ребра жесткости). Объемное напряженное состояние в этих констуктивных элементах, стесненность деформаций приводят к слоистому отрыву мегатла, Встественно, все это происходит при совместном действии вышеназванных факторов (наличие легкоплавких включений, диффузного водорода и др,), [c.178]

Трубчатый реактор для проведения процесса в гомогенной системе. Для реализации условия равенства скорости превращения в модели и образце нужно отказаться от геометрического подобия, сохранив геометрическое родство (допускается возможность деформации в осевом направлении). Исключив также гидродинамическое подобие, примем, однако, одинаковый режим течения в обоих аппаратах (ламинарный или турбулентный). Кроме того, не будем учитывать в этом случае явлений массопереноса, поскольку, как указывалось в разделе VIII, они не играют существенной роли в реакторах с большим отношением длины к диаметру. [c.464]

В приборах с постоянным напряжением сдвига к одному из цилиндров прикладывается постоянный крутящий момент, второй цилиндр при этом неподвижен. Регистрируется скорость вращения подвижного цилиндра, пропорциональная скорости деформации исследуемой системы. Ряд конструкций ротационных вискозиметров, работающих в режиме постоянного напряжения, разработан М. П. Воларовичем. В. этих вискозиметрах вращающийся внутренний цилиндр приводится в движение через блоки падающими грузами. Скорость деформации и вязкость определяют в установившемся режиме течения, так как для коллоидных систем ламинарный поток устанавливается не мгновенно, как в ньютоновских жидкостях, а во времени, что связано с наличием в них определенной структуры. [c.191]

Можно утверждать, что для смешения системы жидкость—жидкость по механизму ламинарной конвекции необходимо создать в системе необратимую деформацию [3]. В понятие деформация в случае ламинарного конвективного смешения не входят упругая или высокоэласти- [c.183]

В большинстве ламинарных смесителей можно выделить элементы конструкции, обеспечивающие выполнение этих двух требований. Например, на вальцах можно достичь больших деформаций полимера, проходящего через зазор между валками, т. е. удовлетворить первому требованию эффективного смешения. Второе требование, однако, можно выполнить, только подрезая и многократно пропуская полимер через зазор вальцов. Точно так же в роторном смесителе жидкость, проходя между лопастями роторов и в зазоре между ротором и стенкой камеры смесителя, подвергается значительной деформации. Кроме того, конфигурация роторов обеспечивает осевое течение жидкости, что приводит к требуемому распределению элементов поверхности раздела внутри системы. Такой сложный процесс течения, который можно наблюдать, например, в роторных смесителях, сопровождающийся многочисленными неконтролируемыми явлениями, можно назвать псевдорандомизированным (псевдослучайным) процессом. В случаях, подобных описанному выше, выполнение второго требования равноценно достижению случайного распределения диспергируемой фазы. То же самое происходит в статических смесителях при упорядоченном, а не случайном смешении. В этих смесителях основное увеличение площади поверхности раздела достигается за счет ламинарного смешения, а перераспределение элементов поверхности раздела происходит упорядоченно. [c.372]

Для течения, возникаюш,его при наложении перепада давления на вынужденное течение, ФРД не удается выразить непосредственно через 7, но можно выразить ее через безразмерную величину = = у Н, которая однозначно связана с у. Было проанализировано полностью развившееся изотермическое установившееся ламинарное течение несжимаемой ньютоновской жидкости. Методология расчета ФРД аналогична описанной в разд. 7.10 для чисто вынужденного течения. Полученные результаты демонстрируют сильное влияние градиента давления на ФРД и среднее значение деформации (у). Как следует из рис. 11.7 (где qplqd— безразмерная константа, характеризующая градиент давления), положительный градиент давления (давление растет в направлении течения, а скорость сдвига у неподвижной пластины равна нулю, qylqd <С 0) не только увеличивает среднее значение деформации, но и сужает ее распределение. При <7г)/<7(г = О имеет место чисто вынужденное течение (кривая 2) при qplЯd > о давление уменьшается в направлении течения, а скорость сдвига равна О у движущейся пластины (кривая 3). При этом ФРД такая же, как для течения между неподвижными пластинами под действием давления. Заметим, что аналогом этого случая является вынужденное течение, при котором движущиеся пластины располагаются в сечении = 1, которому соответствует ось симметрии течения под давлением через щель шириной Н = 2Н. [c.379]

Рассмотрим конкретный практический пример ламинарного смешения. Жидкий компонент вводят в смеситель, содержащий расплав полимера в форме капель микроскопических размеров. Мы утверждаем, что то, что произойдет с каплями в потоке жидкости в начальной стадии смешения, не зависит от смешиваемости компонентов. Это объясняется тем, что при быстром растворении образуется тонкий (в лучшем случае) пограничный слой. Постепенно капли де формируются, подвергаясь воздействию локальных напряжений.. Поле напряжений неоднородно, поскольку компоненты смеси имеют различные реологические свойства (как вязкость, так и эластичность). Влияние поверхностного натяжения несущественно (соответственно несущественно и наличие или отсутствие четких границ раздела), Вязкие силы превышают поверхностное натяжение По мере деформации капель и увеличения площади поверхности раздела степень смешиваемости двух компонентов начинает играть все возрастающую роль. Для смешиваемых систем внутренняя диффузия способствует достижению смешения на молекулярном уровне, а в случае несме-шиваемых систем — вводимый компонент дробится на мелкие домены. Эти домены вследствие вязкого течения и под воздействием сил поверхностного натяжения достигают состояния, характеризуемого постоянной величиной деформации. Таким образом, для несме-шиваемых систем смешение начинается по механизму экстенсивного смешения и постепенно переходит в гомогенизацию. Морфология доменов, образующихся как в смесях, так и в сополимерах, является предметом интенсивных исследований [19]. [c.388]

Функция распределения деформаций при течении между параллельными пластинами при наложении перепада давления на вынужденное течение. Выведите выражение для функции распределения деформаций Р (у) и лля среднего значения деформации V для случая течения между параллельными пластингми прп наложении перепада давления на вынужденное течение. Предполагается, что имеет место изотермическое ламинарное течение ньютоновской жидкости. [c.414]

Основным видом деформации, характеризующим жидкое состояние, является течение. При малых напряжениях и малых скоростях потока жидкость движется параллельными несмеши-вающимися слоями. Такое движение называется ламинарным. Между слоями возникает сила трения, направленная противоположно движению и зависящая от сил сцепления (межмолекулярного взаимодействия) молекул жидкости. [c.429]

На число и размер лопастей применяемой мешалки обычно накладываются строгие ограничения, обусловленные наличием внутри реактора различных датчиков и бойка для разбивания стеклянных шариков. В то же время нео61ходимо принимать во внимание, что наличие устройств и деталей внутри реактора нарушает ламинарность потоков (т. е. повышает эффективность перемешивания), в результате чего требуемая скорость вращения оказывается значительно ниже, чем в цилиндрическом реакторе соответствующего объема, не содержащем твердых вегцеств, затруд11яющих перемешивание. Если же свободное пространство в реакторе достаточно велико, процесс перемешивания можно резко интенсифицировать, используя пару противоположно напрааленных пропеллеров, насаженных ка одну ось. При расстоянии менаду ними около 1,5 см промежуточный слой подвергается сдвиговой деформации и обеспечивает интенсивное перемешивание. [c.145]

Теоретическое исследование неустановившегося ламинарного движения в цилиндрической трубке впервые произвел И. С. Громека в работе К теории движения жидкостей в узких цилиндрических трубках , опубликованной в 1882 г. Эта задача была им полностью решена при задании произвольного зависящего от времени перепада давления на концах трубки и любом начальном профиле скоростей. В связи с важным для физиологии вопросом о пульсации крови в артериях И. С. Громека в 1883 г. в работе О скорости распространения волнообразного движения жидкостей в упругих трубках изучил влияние малых деформаций упругих стенок трубки на неустановившееся движение в ней несжимаемой жидкости. [c.1146]

Макроскопическое спонтанное структурирование обусловлено коопера-тивностью поведения микроскопических составляющих, возникающего внезапно в момент достижения внешним фактором своего критического значения. В докритической области все состояния системы могут быть получены из равновесного состояния медленной непрерывной деформацией равновесных структур. Последовательность таких состояний образует так называемую термодинамическую ветвь. Отвечающие ей процессы имеют аддитивный характер. К ним относятся, например, ламинарное течение жидкости, диффузия и все другие потоки вещества и энергии, которые в определенном диапазоне внешних условий являются линейными функциями термодинамических сил - градиентов соответствующих потенциалов (температуры, давления, концентрации и др.). При выходе за область критических значений градиентов линейные потоки размываются и у систем возникают совершенно новые упорядоченные структуры, работающие в стационарном режиме (их-то и назвал Пригожин диссипативными). В момент появления такой структуры на термодинамической ветви возникает резкий излом - бифуркация. Ход исторического развития научного познания также может быть представлен нелинейным неравновесным процессом, включающим термодинамические ветви, разделенные бифуркациями. На начальном этапе, до первой критической точки, [c.27]

Промысловые водонефтяные эмульсии содержат капли воды от долей микрона и выше. Основные трудности в процессе сепарации водонефтяных эмульсий обусловлены мелкодисперсной составляющей, т. е. каплями размером до 100 мкм. Деформация таких капель при гравитационном осаждении или в ламинарном потоке невелика. Поэтому дробление столь малых капель происходит в основном при движении эмульсии в турбулентном режиме течения под действием турбулентных пульсаций, порождающих в окрестности капель среднее локальное сдвиговое течение со скоростью сдвига у = (4ео/15т1Угрде удельная диссипация энергии. [c.274]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология