Суспензии течение пластическое

Для реологических исследовании дисперсных систем при напряжении сдвига, вызывающем значительное разрушение структуры, применяют уравнение Шведова — Бингама, которое проинтегрировано для вискозиметров с цилиндрическими, кольцевыми и щелевыми капиллярами, а также для вискозиметров с коаксиальными цилиндрами. Исследованиями установлено, что уравнения Шведова — Бингама можно применять для нахождения характеристик пластического течения суспензий глин. [c.193]

В общем же случае с увеличением напряжения скорость сдвига растет, согласно формуле (3.12.16), по закону, близкому к экспоненциальному. Таким образом, классическая теория Френкеля — Эйринга предсказывает зависимость, близкую к законам пластического течения. Такой результат не согласуется с опытными данными. Для концентрированных устойчивых к коагуляции суспензий более характерен дилатантный тип зависимости скорости сдвига от напряжения. Учет зависимости скорости сдвига от концентрации вакансий и связи последней с напряжением сдвига с помощью уравнения состояния (3.12.13) и формулы (3.12.15) приводит именно к такому результату [9] [c.694]

Уменьшение е нри сдвиге Воет объяснил разрушением агломератов суспендированных частиц, так как при низких концентрациях в условиях ньютоновского потока, когда агломераты отсутствовали, подобного изменения не наблюдалось. При высоких же концентрациях в суспензиях обнаружено пластическое течение, указывающее на наличие агломератов частиц. Воет проанализировал полученные результаты, основываясь па уравнении (У.76). [c.406]

При прочной связи частиц в структуре на первом участке течение может не наблюдаться, т. е. он сливается с осью т. В этом случае г11==оо и от полной реологической кривой остается только участок пластического течения. В дополнение к параметрам тс и т) такая система характеризуется предельным статическим напряжением сдвига — минимальным напряжением, при котором у отлично от нуля. Следует иметь в виду, что для суспензий это довольно условная характеристика, она зависит от сил сцепления частиц со стенками рабочего зазора вискозиметра и определяется приближенно из-за плавного перехода от 7=0 к у=фО. [c.180]

Довольно часто встречаются кривые течения псевдо-пластического типа, т. е. когда Р р —О, Р = 0. В этом случае в системе или отсутствует сплошная структурная сетка, или она крайне разрежена [мала величина п в формуле (VI1.55)J В суспензиях обычно первая причина дает Ркр = 0- [c.238]

В этом случае после прямолинейного участка упругой деформации ОА продолжается рост р при значительной деформации е (участок АВ). Этот участок отражает состояние суспензии, в которой начинается преобладание пластических деформаций над остаточными упругими деформациями, переходящих далее в пластическое течение. В этом случае разрушение структуры начинается в точке отрыва кривой от прямолинейного участка А, отвечающей пределу текучести, тогда как прочность характеризуется значением.Рт в точке О. [c.258]

Уравнение (XIV. 3) описывает вязкое течение как жидких, так и твердых систем, а также пластическое течение при замене на (Ф — 9 к)- Между жидкими и твердыми структурированными системами не существует (как мы увидим далее) принципиальных различий. Тем не менее, многие структурированные системы с низким содержанием дисперсной фазы, характеризующиеся малой прочностью (малым числом контактов), обладают текучестью, близкой к текучести чистых жидкостей. Для изучения особенностей течения таких систем, также как и неструктурированных суспензий и золей, применяют обычный для жидкостей метод капиллярной вискозиметрии, основанный на измерении объемной скорости течения через капилляр. [c.272]

Течение суспензий, к которым относятся буровые растворы, содержащие в больших количествах частицы, более крупные, чем молекулы, не подчиняется законам Ньютона. Поэтому их относят к классу под общим названием неньютоновские жидкости . Зависимость, напряжения сдвига от скорости сдвига неньютоновских жидкостей определяется их составом. Глинистые буровые растворы со значительной долей твердой фазы ведут себя приблизительно в соответствии с теорией пластического течения Бингама. Согласно этой теории, для того чтобы началось течение бингамовской жидкости, к ней должно быть приложено некоторое конечное усилие при более высоких значениях приложенных усилий она будет течь как ньютоновская [c.21]

Если к 39,7%-НОЙ суспензии приложить сдвигающее усилие меньше, чем 120 г, необходимых, как это видно из рис. 1, для достижения предела текучести, то это усилие может привести к некоторому нарушению формы суспензии, но течения не вызовет иначе говоря, суспензия ведет себя, как упругое тело, но не как жидкость . Существование в подобных суспензиях предела текучести может быть объяснено настолько плотной упаковкой частичек, что они соприкасаются друг с другом. Об этом свидетельствует то обстоятельство, что во многих случаях низшая объемная концентрация, при которой появляется предел текучести, соответствует объемной концентрации свободной упаковки, определяемой осторожным,без встряхивания, всыпанием сухих частичек в пустой сосуд . Между свободной и плотной упаковкой могут существовать значительные различия в концентрации, и эта область является областью пластического течения , [c.230]

Суспензии глины, особенно состоящие из малых частичек имеют предел текучести и способны образовывать студни, или так называемые гели, при крайне низких концентрациях, доходящих до десятых долей процента глины в воде. Далее, они обнаруживают пластическое течение в довольно широких пределах концентраций глины. Если же в них содержится слишком мало воды, то [c.232]

Большинство глин не обладает всеми этими свойствами в такой степени, как бентониты. Так, каолины (см. стр. 447) набухают в меньшей степени, обнаруживают пластическое течение только при значительно больших концентрациях и менее подвержены воздействию электролитов. Однако все глины избирательно взаимодействуют с различными жидкостями, а влияние температуры на характер течения подобно действию температуры на суспензии бентонита. [c.233]

Характеристики глин, представляющих интерес для гончарного производства, более определяются физическими свойствами отдельных частичек глины (наиболее важными из которых являются размер, форма и природа поверхности), чем химическим составом. Почти несомненно, что пластические, глиноподобные, свойства не возникают в частичках с размерами свыше 10 л. Нижний предел более неопределенен, хотя имеются указания на наличие в глинах частичек, меньших 10 Ш[л. Частички более крупные, чем 10 л., рассматриваются обычно как загрязнения, наносы, песок и т. д. форму маленьких частичек, лежащих за пределами разрешающей силы микроскопа, трудно определить непосредственно, но большие частички представляются в виде плоских, пластинчатых кристаллов. На то, что даже мельчайшие частички являются пластинчатыми, указывает двойное лучепреломление их суспензий при вязком течении (стр. 145). Чистые глинистые минералы дают и рентгенограммы, характерные для кристаллических частичек. Таким образом, можно заключить, что глины состоят в основном из весьма тонких пластинчатых кристаллов. Современный рентгеновский анализ показал, что сами пластинки, вероятно, состоят из различных слоев окиси алюминия и кремнезема, связанных между собой кислородными мостиками. Химически связанная вода почти несомненно представлена гидроксильными группами и не освобождается до достижения высоких температур (рис. 1). Одновременно с удалением связанной воды кристаллическая решетка минеральной [c.448]

Пластическая дилатансия наблюдалась в песчаных грунтах, суспензиях полимеров - , пластизолях , наполненных расплавах поликапроамида , асфальте и металлических монокристаллах . Качественное объяснение дилатансии при течении суспензий с большим содержанием твердой фазы можно найти у Рейнольдса . Сус- [c.59]

Дилатантное течение материалов проявляется реже, чем пластическое Оно характерно для очень концентрированных суспензий в том случае, когда между частицами нет прочных связей н они сохраняют достаточно высокую подвижность под действием небольших сдвиговых усилий или при малых скоростях сдвига С увеличением сдвиговых усилий или скорости сдвига начинают проявляться взаимные механические препятствия перемещению частиц относительно друг друга — вязкость возрастает Дилатантными свойствами может обладать и осадок пигментов или наполнителей Проявление суспензией дилатантных свойств может привести к поломке перемешивающих устройств или выходу из строя насосов [c.362]

Однако большинство осадков тонкодисперсных суспензий обычно бывают липкими, мажущими и при механическом воздействии способны пластически деформироваться, т. е. вести себя в некотором отношении как жидкие тела. Эти осадки представляют собой что-то среднее между твердыми и жидкими телами. Действительно, основное свойство жидкого тела — приобретать форму сосуда, в который оно помещено, является присущим и для таких осадков с той только разницей, что жидкое тело мгновенно приобретает форму сосуда, а текучий осадок, помещенный в сосуд, приобретает его форму через определенный промежуток времени. Это время называют временем релаксации — время, в течение которого система из напряженного состояния приходит в равновесное состояние, соответствующее минимуму свободной энергии. [c.63]

Значение предела пластичности свидетельствует о том, что течение суспензии глина —вода не следует рассматривать как обычное течение вязких жидкостей ил как пластическое поведение твердых тел, у которых величина т равна величине О. В принципе твердые тела ведут себя подобно жидкостям с релаксирующей твер-достью . Положение таких динамических явлений в свя-,зи со свойствами сцепления веществ можно лучше всего иллюстрировать приведенной схемой . [c.348]

Когда концентрация суспензии увеличивается выше этого предела, отдельные твердые частицы сближаются настолько, что появляется возможность их соприкосновения. Вследствие этого, кроме внутреннего трения жидкости, заполняющей промежутки между взвешенными частицами, возникают силы трения частиц друг о друга, и тогда гидр ав л и-ческое течение переходит в пластическое, для которого формула (17к), гл. I уже неприменима. [c.151]

На рис. Vn.ll представлены реологические кривые суспензий кварца в смеси тетрахлорэтана и тетрабромэтана, имеющих одинаковую концентрацию дисперсной фазы 12,5% (об.) и разные количества воды, которую вводят для обеспечения коагуляции в системе. Коагулирующее действие воды обусловлено образованием водных слоев вокруг частиц кварца (так как кварц гидрофилен) и коалесценцией этих слоев вместе с частицами. Как видно из рис. VH.ll, устойчивая система (при отсутствии воды в системе) проявляет практически ньютоновское течение. С ростом содержания воды и соответственно неустойчивости системы она приобретает пластические свойст- [c.429]

Из приведенных примеров видно, что структуры со свободной и плотной упаковкой частиц могут существенно различаться концентрацией дисперсной фазы. Концентрационной области между свободной и плотной упаковкой соответствует область пластического течения системы. Поскольку эффективный объем частиц суспензии возрастает за счет поверхностных слоев и пленок, то область пластического течения у них оказывается еще шире. Агрегативно устойчивые системы в отличие от не- [c.430]

Будем исходить из предположения, что вязкость полимерной фазы, при которой практически отсутствует пластическое течение, должна быть не менее 10 Па-с. Для обычных по молекулярному весу полимеров это соответствует их концентрации в растворе не менее 40%. Примем концентрацию полимера в исходном растворе равной 3%. При этой концентрации растворы образуют студни. Во многих случаях концентрация раствора, способного к студнеобразованию, лежит значительно ниже. При заданных выше условиях объем полимерной фазы при распаде исходного раствора составит лишь 7—10% от общего объема. В суспензиях такой концентрации возможно обычное вязкое течение, а в случае контактов между частицами (гипотетическая пространственная структура) суспензии приобретают тиксотропные свойства. Такие системы резко отличаются от студней полимеров, имеющих высокую обратимую деформацию при практически полном отсутствии течения вплоть до напряжений, вызывающих их полное механическое разрушение, после которого исходное состояние полностью не восстанавливается. [c.89]

Из приведенных примеров видно, что структуры со свободной и плотной упаковкой могут существенно различаться концентрацией дисперсной фазы. Область менаду свободной и плотной упаковкой является областью пластического течения. Поскольку эффективный объем частиц суспензии возрастает благодаря образованию поверхностных слоев и плеиок, то область пластического течения оказывается еще шире. Агрегативно устойчивые системы в отличие от неустойчивых систем практически не образуют структуру, отвечающую свободной упаковке, и поэтому у них мал концентрационный интервал проявления пластических свойств. Пластические свойства этих систем почти всегда проявляются прн концентрациях, близких к плотной упаковке с учетом поверхностных слоев. [c.376]

Кривые течения жидкообразных структурированных систем могут быть представлены также в координатах вязкость — напряжение сдвига. На рис. VII. 13 показаны р р типичные кривые течения для таких систем в координатах скорость течения (деформации)—напряжение и ньютоновская вязкость — напряжение. Из рисунка видно, что их свойства могут быть охарактеризованы тремя величинами вязкости двумя ньютоновскими Т1 акс (для неразрушенной структуры), т]н н (для предельно разрушенной структуры) и пластической вязкостью г] в промежуточной области, моделируемой уравнением Бингама. Наличие структуры и ее прочность, особенно в жидкообразных системах, можно оценивать не только пределом текучести, но и разностью т]макс — Лмии. Чем больше эта разность, тем прочнее структура материала. Значения вязкости Т1макс и Лмин могут различаться на несколько порядков. Например, для 10%-ной (масс.) суспензии бентонитовой глины в воде Т1м кс . [c.378]

Течение 12 %-ной суспензии бентонитовой глины в и лeдyevloм интервале нагрузок описывается уравнением Бингама для вязкопластичного тела. Постройте кривую течения суспензии, рассчитайте предельное напряжение сдвига и пластическую вязкость ее по следующим экспериментальным данным [c.208]

Т1Щ0= 1,002-Па-с при 293 К и 8,902-10- Па-с при 298 К). Некоторые коллоидные системы (золи и суспензии с асимметричными частицами, эмульсии и др.) и растворы ВМВ не подчиняются уравнениям Ньютона и Пуазейля. Их называют аномально вязкими или неньютоновскими (рис. 24.2, кривая 2). На участке АВ течение отсутствует вследствие упругого сопротивления образовавшейся в растворах ВМВ структуры и система ведет себя как твердое тело. Когда давление станет больше ре, структура разрушается и система начинает течь на участке ВС. Разрушение структуры прогрессирует, эффективная вязкость падает с ростом давления и в точке С достигает постоянного минимального значения, соответствующего наиболее полному разрушению структуры и оптимальной деформации ВМВ. По наклону линейного участка СО находят наименьшую пластическую вязкость исследуемой системы [c.224]

Аналогичная закономерность была получена и при измерениях эффективной вязкости в высокотемпературном реометре [16]. Из рис. 41 видно, что 10%-ная суспензия аскангеля при нагревании до 50—80° С разжижается, а затем загустевает, достигая максимума при 150—180° С, после чего вязкость вновь падает. При охлаждении максимум загустевания уже не повторяется и до 100—80° С идет неуклонно разжижение. Характерной чертой кривых на рис. 41 является рост эффективной вязкости и площади гистерезисных петель по мере уменьшения скорости сдвига. Это следует связывать с усилением структурообразования нри меньшей скорости течения. С. Сри--ни-Вазан и К, Гетлин [45] предложили линейную зависимость, связы-ваюш ую пластическую и эффективную вязкость с температурой, [c.238]

Дилатантные жидкости. Дилатантные жидкости, так же как и псевдопластики, не имеют предела текучести, однако их эффективная вязкость постепенно увеличивается с возрастание.м скорости сдвига. Строго говоря, дилатансия — это изменение объема, вызванное простым сдвигом [9, с. 344]. Пластическая дилатансия наблюдалась в песчаных грунтах, суспензиях полимеров [106], пластизолях [107], наполненных расплавах поликапроамида [108] и асфальта [109]. Качественное объяснение дилатансии при течении суспензий с большим содержанием твердой фазы можно найти в работе [9, с. 346]. При этом следует отметить, что изменение [c.76]

Физико-химические свойства растворов на нефтяной основе отличаются известным своеобразием. Как показал Н. М. Касьянов, растворы на нефтяной основе, стабилизированные мылами и содержащие твердую фазу, в том числе выбуренную породу и утяжелители, подчиняются уравнению Шведова — Бингама и структурированы в тем большей степени, чем больше в них концентрация твердой фазы. Вследствие высокой вязкости нефтяной юсновы, особенно содержащей битум, эффективная и пластическая вязкости этих растворов весьма значительны, а предельные напряжения сдвига малы по сравнению с глинистыми суспензиями. В отличие от последних, течение растворов на нефтяной основе носит в основном вязкостный характер. Структуры, образующиеся в них, характеризуются пластическим характером разрушения и замедленным тиксотропным восстановлением. [c.381]

Способ L 1680 г ThOa и 34,4 г ZrOj (в качестве флюса) смешивают с 1450 г воды. В шаровую мельницу вместимостью 4 л помещают приготовленную смесь и 4000 г фарфоровых шариков (диаметр 25 мм) и проводят измельчение оксидов в течение 10 ч, до тех пор пока размер частиц не станет <10 мкм. Массу высушивают и просеивают через грохот 65 меш (650 отв./см2). Перемешивают порошок с суспензией полиэтиленоксида в воде ( arbowax 4000), содержащей 0,2 г полиэтиленоксида на 1 мл, пока не поглотится — 6% суспензии. Высушивают массу до пластического состояния при 80 С, протирают через сито (14 меш 30 отв./см ) н снова сушат при 60— 80 С на плоском противне. Приготовленной массе в гидравлическом прессе под давлением 1,4—2 кбар придают желаемую форму. Если использовано <6% связующего материала, пресс-форму нагревают, чтобы плотность изделия была постоянной. [c.1237]

На возникновение предела текучести в механических суспензиях сильно влияет форма частичек. Так, например, существуют образцы кизельгура, в которых пустые пространства занимаю около 97%. Если эти пустоты заполнить жидкостью, то получится суспензия в состоянии предела текучести. Такая структура объясняется тем, что кизельгур состоит из частичек чрезвычайно неправильной формы, образованных более или менее плепкоподоб-ными неправильными пластинками. Эти частички сталкиваются и соприкасаются при объемных концентрахщях гораздо более низких, чем даже свободная упаковка шарообразных частичек. Что неправильность формы часто является причиной пластического течения суспензий, видно, например, из того, что появление предела текучести в суспензиях иглообразных частичек пятиокиси ванадия наступает при весьма низких концентрациях. Неправильность формы может быть присуща не только первичным частичкам она может быть результатом и неправильной аггломерации. Так, например, относительно суспензий весьма мелких сферических стеклянных частичек одинакового диаметра, взвешенных в жидкости такой же плотности, что и отекло (чтобы избежать седиментации), было установлено, что предел текучести возникает в ней при концентрации ниже 4% (см. рис. 2, стр. 451). При этом под микроскопом можно наблюдать интенсивную аггломерацию шариков в скопления неправильной формы. Появление предела текучести при низких концентрациях повидимому, является следствием соприкосновения аггломератов. [c.231]

Другую группу коагуляционных структур образуют истинно твердообразные структуры. Именно к ним относятся многие тиксотропные гели даже при очень малом объемном содержании дисперсной фазы, образующиеся, например, в водных суспензиях натриевого бечтонита (при содержании в воде 2,796 по объему и вьппе) и некоторые гели мыл предельных жирных кислот. При достаточно малых напряжениях сдвига до некоторого предела упругости Pft (низшего предела прочности структуры) в них нельая обнаружить текучести (ползучести) возникают лишь уаругие и высокоэластические деформации, соответствующие упругому равновесию. Только выше этого предела с помощью весьма топких приборов может быть обнаружено пластическое течение, соответствующие постоянству пластической (шведов-ской) вязкости, определяемой как [c.16]

Такие суспензии относятся к вязкопластичным средам. Величина То, характеризующая предельное напряжение сдвига, превышение которого приводит к началу сдвигового течения, называется пределом текучести . Реологический параметр ц<г — пластическая вязкость — мера подвижности вязкопластичной среды. Основы механики таких сред в СССР разрабатывались акад. П. А. Ребиндером, чл.-корр. АН СССР А. А. Ильюшиным, проф. М. П. Воларовичем. Более подробно с этим вопросом читатель может ознакомиться в книге А. Ж- Мирзаджанзаде, Вопросы гидродинамики вязкопластичных и вязких жидкостей в применении к нефтедобыче, а также в книге У. Л. Уилкинсон, Неньютоновские жидкости, Прим, ред. [c.195]

При увеличении напряжения структура разрушается (вязкость уменьшается) и восстановиться не успевает. Уменьшение вязкости отражается подъемом кривой течения и увеличением угла наклона, отвечающего пластической вязкости в уравнении Бингама. Экстраполяция этой части кривой к оси напряжений позволяет получить значение предельного напряжения сдвига Рт (предела текучести в уравнении Бингама), характеризующего усилие, необходимое для разрушения структуры, т. е. прочность структуры. Дальнейшее увеличение напряжения сдвига вызывает полное разрушение структуры конечный участок кривой течения отвечает течению жидкости согласно Закону Ньютона с наименьшей ньютоновской вязкостью. Экстраполяция этого линейного участка кривой обычно приводит в начало координат. Кривая течения суспензии с концентрацией между 9,1 и 17,7% аналогична кривой псевдопластиче-ского течения. Отличие состоит в то.м, что в данном случае вязкость уменьшается вследствие разрушения коагуляционной структуры, которое происходит во времени (тиксотропия) ири псевдопластическом течении вязкость уменьшается в результате мгновенной ориентации анизометрических частиц. Кроме того, кривая псевдопластического течения не имеет участка, отвечающего предельной разрушенно " структуре. [c.432]

Суспензии охры с концентрациями выше 17,7% имеют предел текучести, ниже которого системы не текут. Это означает переход к твердообразныы телам. Разрушению структуры в них отвечает линейный участок кривой течения, выходящий из точки, соответствующей пределу текучести, с наклоном, характеризующим пластическую вязкость. До концентрации охр[> [c.432]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология