Структурирование жидкостей

Согласно модели строения структурированных жидкостей, молекулы высокомолекулярных соединений в жидкостях, ассоциируя друг с другом, образуют аморфные твердые частицы, что отвечает полному и хаотичному переплетению макромолекул в такой частице. В твердых аморфных и кристаллических телах основную роль при об- [c.58]

Учитывая значения энтропии, соответствующие выделенным участкам кривых, можно считать, что в первой области скоростей сдвига имеет место течение жидкости с практически неразрушенной структурой, когда разрушаемые связи успевают полностью восстанавливаться. Принципиально иная картина имеет место в области более высоких скоростей деформирования - разрушение поперечных связей не компенсируется в условиях больших силовых полей и жидкость течет с постоянной вязкостью предельно разрушенной структуры. Соответственно возрастает величина энтропии по сравнению с начальным участком течения. Промежуточная область скоростей сдвига, характеризуемая максимальными значениями энергетических параметров течения, отражает процесс тиксотропного разрушения пространственной сетки, вся кривая в целом - течение структурированной жидкости со структурой коагуляционного типа. [c.24]

Однако к структурированным жидкостям относят также псевдо-пластическую и дилатантную жидкости. На рис. 47 есть кривые течения для этих жидкостей. Название псевдопластическое течение , псевдопластическая жидкость связано с тем, что в этом случае предел текучести равен нулю. Псевдопластическое течение наблюдается в высокомолекулярных соединениях. Физическое толкование псевдо-пластического течения заключается в том, что с возрастанием напряжения сдвига асимметрические частички постепенно ориентируются. Кинетические единицы течения вместо хаотических движений, которые они совершают в покоящейся жидкости, своими большими осями ориентируются вдоль направления потока. Эффективная вязкость будет убывать с ростом скорости сдвига до тех пор, пока сохранится возможность дальнейшей ориентации частичек вдоль линий потока, а затем кривая течения будет линейной. Предел текучести для таких жидкостей равен нулю. Реологические свойства псевдопластического течения не зависят от времени. Это означает, что процесс ориентации частичек жидкости происходит почти мгновенно. Для псевдопластического течения предложено несколько законов, описывающих реологическую кривую течения [c.136]

Обычно измеряют динамическую, пластическую и условную вязкость. Динамическая вязкость определяется для растворов, не образующих структуры (пресная и соленая вода), пластическая — для вязкопластичных (структурированных) жидкостей (глинистые растворы), условная вязкость - для любых растворов, главным образом в полевых условиях. [c.37]

Протяженность ГС и степень их структурирования в общем случае должны зависеть от свойств подложки, природы растворителя, температуры и концентрации растворенных веществ. Известные к настоящему времени факты указывают на значительное структурирование жидкости в ГС, но не дают ответа па вопрос о характере изменения структуры по мере удаления от подложки. По-видимому, одним из наиболее чувствительных к изменению структуры свойств является вязкость, однако применяемые методы ее определения [114, 424, 425, 438] не дают однозначной информации о строении ГС. В общем случае она может изменяться при удалении от поверхности раздела фаз как ступенчато, так и непрерывно. В работе [114] показано, что существенные отличия в характере изменения вязкости могут проявиться при перекрывании ГС. [c.171]

Структурированная жидкость приобретает кристаллическое состояние, обусловленное фазовым переходом, схожим с фазовыми переходами первого рода для низкомолекулярных веществ (см. рис. 3, кривая I). Для фазовых переходов первого рода, протекающих при постоянной температуре, характерно скачкообразное изменение удельных ( уд) термодинамических свойств. В отличие от этого при стекловании жидкость превращается в твердое состояние (при низких и высоких температурах) постепенно, по мере достижения системой соответствующей вязкости. [c.35]

Имеется множество систем, обладающих промежуточными структурно-механическими свойствами. По реологическим свойствам к бингамовским твердообразным системам очень близки пульпы, шламы, буровые растворы, масляные краски, зубные пасты и т. д. Они отличаются небольшим пределом текучести, а при развитии деформации ведут себя как структурированные жидкости. Такие системы часто относят к неньютоновским жидкостям. [c.368]

Работа 30. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЯЗКОСТИ СТРУКТУРИРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ С ПОМОЩЬЮ КАПИЛЛЯРНОГО ВИСКОЗИМЕТРА [c.188]

При быстром охлаждении нефть, минуя состояние метастабильности, оказывается в лабильной области. В результате происходит быстрое образование большого числа кристаллов во всем объеме нефти. При этом существенное значение имеет, как бьшо отмечено ранее, наличие смол. В отсутствии или недостатке смол парафин кристаллизуется в виде мелких частиц и образует пространственную решетку, превращая нефть в структурированную жидкость. Структурный каркас образуется вследствие молекулярного сцепления в тех местах, которые плохо изолированы адсорбированными естественными ПАВ. В присутствии достаточного количества смол предотвращается образование пространственной сетки, благодаря сольватной оболочке, образуемой смолами вокруг кристалликов парафина. [c.51]

Рис. X, 7. Кривые течения н зависимость эффективной вязкости Т) от напряжения сдвига Р для структурированных жидкостей (по П. А. Ре-биндеру)

Кривая эффективной вязкости псевдопластического течения (рис. 48) отличается от аналогичной кривой тиксотропной структурированной жидкости (рис. 46) отсутствием ньютоновского течения практи- [c.136]

Область II соответствует высокодисперсному состоянию жидкой нефтяной фракции, которая обладает свойствами структурированной жидкости. В этих условиях нефтяная фракция может содержать в своем объеме ассоциаты или агрегаты молекул, [c.62]

Структурированные жидкости Эластичная система Пеки, битумы [c.70]

Перспективным методом изучения фазовых и полиморфных превращений в НДС является калориметрия. При переходе НДС из одного состояния в другое, например из молекулярного раствора в структурированную жидкость, происходят взаимодействия между молекулами или надмолекулярными структурами, сопровождающиеся тепловыми эффектами [150]. Величина последних может явиться характеристикой, позволяющей оценить тип взаимодействия, степень прочности НДС и др. [c.138]

Все коллоидные и микрогетерогенные дисперсные системы, как мы уже указывали в гл. I, можно разделить на свободнодисперсные и связнодисперсные системы. Если дисперсионной средой является жидкость, то могут быть и переходные системы, отдельные частицы которых связаны друг с другом в рыхлые агрегаты, но не образуют сплошной структуры (структурированные жидкости). Очевидно, подобные агрегаты можно рассматривать как обрывки пространственной сетки, которая по тем или иным причинам не получила полного развития. [c.313]

Структурированные жидкости обычно представляют собой системы с малой концентрацией дисперсной фазы, но с явно выраженной тенденцией частиц к слипанию. [c.314]

На скорость образования и свойства полученного геля весьма сильно влияет температура. Время образования геля по тем же причинам, что и время коагуляции, при повышении температуры уменьшается. Однако с повышением температуры в результате увеличения интенсивности броуновского движения лиофобные гели могут переходить в структурированную жидкость, а затем, при еще [c.316]

Законам Ньютона и Пуазейля не подчиняются также структурированные жидкости. В связи с большим практическим значением и некоторыми принципиальными особенностями вязкость структурированных жидкостей целесообразно рассмотреть отдельно. [c.328]

Для характеристики течения структурированных жидкостей и пластичных тел следует использовать не пластическую, а эффективную вязкость т], которая уменьшается с ростом действующего напряжения сдвига в системе. При малых напряжениях сдвига эффективная вязкость имеет наибольшее значение, равное г 0 вязкости жидкости с практически неразрушенной структурой. При больших напряжениях сдвига эффективная вязкость уменьшается до предельного значения т)мин — вязкости, отвечающей полному разрушению структуры (при условии сохранения ламинарности потока). [c.330]

Подавляющее большинство коллоидных растворов являются гетерогенными и термодинамически неравновесными системами. Однако существуют системы, которые в одних условиях могут представлять собой истинные растворы, а в других становятся золями, структурированными жидкостями или даже гелями. Такие системы обратимы и термодинамически равновесны истинный раствор золь гель [c.399]

Рис. 109. Кривые течения для ньютоновой жидкости (I) и структурированной жидкости (II).

Возвращаясь к рис. 109, отметим, что изменение характера кривой выще точки С отвечает переходу ламинарного течения Б турбулентное. Этот переход наступает для структурированных жидкостей при меньших значениях числа Рейнольдса по сравнению с ньютоновыми жидкостями, поскольку наличие структуры нарушает послойное скольжение. [c.264]

Вязкость структурированных жидкостей обычно высока и быстро возрастает даже при небольших увеличениях концентрации. Уравнение Эйнштейна неприменимо к таким системам зависимость 1] от ср перестает быть линейной. Аналогично ведут себя и системы с анизодиаметрическими частицами, т. е. частицами, имеющими форму, очень резко отличающуюся от сферической. Такие частицы при броуновском движении и вращении оказывают большее сопротивление потоку и сильнее нарушают нормальное течение жидкости. Эти системы не подчиняются также законам Ньютона и Пуазейля. Коэффициент вязкости Г) структурированных свободнодисперсных систем не является постоянной величиной и зависит от приложенного напряжения. Зависимость г] от Р приобретает характерный вид, показанный на рисунке 108, а. Такая аномалия вязкости структурированных дисперсных систем и систем с анизодиаметрическими (асимметричными) частицами связана либо с нару- [c.430]

Зависимость вязкости от давления существенно различается у неструктурированных (нормальных) и структурированных (аномальных) жидкостей У нормальных жидкостей проявляется прямо пропорциональная зависимость между количеством жидкости, протекающей в единицу времени через капилляр, и давлением, действующим на жидкость (рис. 3.3, кривая /). Вязкость структурированных жидкостей не подчиняется этому правилу. При течении аномальной жидкости работа затрачивается не только на преодоление сопротивления слоев жидкости, но и на разрушение ее структуры. Графическая зависимость количества вытекаю 1ей жидкости от давления в этих случаях имеет вид кривой, выпуклой к оси давления (рис. 3.3, кривая 2). [c.78]

Рис. 55. Влияние концентрации дисперсной фазы (с) па реологические кривые структурированных жидкостей

В данном пособии рассмотрены общие представления о структурномеханических свойствах твердых тел, реологии дисперсных систем, моделях и уравнениях течения структурированных жидкостей, структуре и механических свойствах кристаллов, теории регулирования свойств различного рода минеральных дисперсий. [c.5]

Следовательно, с позиции реологических кривых структурированной жидкостью можно назвать такую структуру, для которой выполняются два условия 1) течение начинается при любом, как угодно малом напряжении сдвига 2) устойчивое, стационарное, ламинарное течение может быть осуществлено без разрыва сплошности с выходом на ньютоновское течение, с вязкостью, отвечающей предельно разрушенной структуре. Таким образом, отличительной особенностью структурированных жидкостей является возможность построения [c.135]

Устойчивость НДС обычно исследуют, когда частицы дисперсной фазы находятся в свободнодисперсном состоянии. Структурно-механическая прочность НДС, по которой оценивают способность структурированных жидкостей сопротивляться разрушению образовавшихся структур под действием внешних сил, определяется в свободно- и связаннодисперсном состоянии. Эти состояния обусловливают различную степень вязкости системы. В структурированных жидкостях, к которым относятся высокопарафинистые и асфальто-смолистые остатки, вязкость системы зависит от условий течения. При скорости сдвига выше некоторого предельного значения (момент перехода НДС из связаннодисперсного в свободнодисперсное состояние) вязкость аномальной жидкости резко снижается. Поэтому, изучая течение и деформацию нефтяных остатков, можно различными приемами (изменением состава остатков, механическими способами и т. д.) регулировать их структурно-механическую прочность. [c.140]

Такое подразделение структур на структурированные жидкости, прочные и малопрочные структуры характерно для тиксотропных структур. [c.136]

Область 1 фактически выражается при пониженной температуре до перехода битума в состояние структурированной жидкости, а область П - при температуре, соответствуацей переходу в упруго-вязкопластичное состояние. [c.106]

МОДЕЛЬ ТЕЧЕНИЯ СТРУКТУРИРОВАННЫХ ЖИДКОСТЕЙ [c.138]

В свете молекулярно-кинетических представлений процесс течения структурированных жидкостей, в отличие от ньютоновских, состоит из нескольких элементарных актов. [c.138]

В тиксотропных структурах можно выделить три подструктуры структурированные жидкости, малопрочные и прочные твердообразные структуры. Отличительные признаки этих структур связаны с особенностями реологической кривой течения либо вязкости. Подструктурам отвечает также соответствующая степень наполнения дисперсной фазой дисперсионной среды и свой характер взаимодействия между частичками дисперсионной среды и дисперсной фазы. [c.140]

В некоторых случаях на нефтеперерабатывающих заводах фазовые превращения могут вызвать расслоение продуктов в процессе хранения и компаундирования, прп нагреве высокопарафи-иистых нефтей в змеевиках трубчатых печей, перекачке структурированных жидкостей и т. д. [c.49]

В соответствии с взглядами, изложенными в гл. I, в общем случае могут существовать четыре состояния нефтяных дисперсных систем в зависимости от температуры обратимо структурированные жидкости молекулярные растворы необратимо структурированные жидкости твердая пена. Процессами физического и химического агрегирования можно управлять изменением следующих факторов отношения структурирующихся компонентов к неструк-турирующимся, температуры, времени протекания процесса, давления, растворяющей силы среды, степени диспергирования ассоциатов применением механических способов, электрических и магнитных полей и др. В результате действия этих факторов происходят существенные изменения — система из жидкого состояния переходит в твердое, и наоборот. Все эти стадии могут быть исследованы реологическими методами путем центрифугирования, седиментации, а также оптическими, электрическими и другими методами. [c.138]

В настоящее время чаще всего подготовка сырья для производства нефтяного углерода (нефтяных коксов, пеков) осуществляется первыми дпуми сиисобамн. Углубление переработки нефти достигается внедрением в схему нефтеперерабатывающих заводов деасфальтизации прямогонпых нефтяных остатков (мазута) бензином (процесс добен). Применение этого процесса дает возможность получать деасфальтизаты с пониженными коксуемостью (в 1,8—2,0 раза) и температурой размягчения ио сравнению с исходным сырьем [139], что позволяет использовать деасфальтизат в качестве сырья для гидрогенизационных процессов. Асфальтит, получаемый в виде второго продукта процесса деасфальтизации, представляющий сильно структурированную жидкость, вместе с другими остатками может в ряде случаев направляться на процесс коксования. Деасфальтизат после его термодеструкции может направляться на процесс коксования с целью получения специальных сортов нефтяного кокса. [c.226]

При больших степенях наполнения нефтяными остатками дис-тиллятных нефтепродуктов (керосино-газойлевых фракций, экстрактов) можно прн относительно низкнх /застыв получить сильно структурированные жидкости (рис. 81), которые могут быть использованы как вяжущие средства для подавления пыли на карьерах, а также для снижения потерь сыпучих материалов при их перевозке по железнодорожным путям. [c.257]

Необходимо отметить, что твердообразные и жидкообразныо тела отличаются не только наличием или отсутствием предела текучести, но и определенным поведением при развитии деформации. Если для структурированных жидкостей с ростом нагрузки характерен переход к ньютоновскому течению, отвечающему предельно разрушенной структуре, то для твердообразных тел увеличение нагрузки приводит к разрыву сплошности тела и его разрушению. [c.368]

Наиболее существенным фактором, влияющим на состояние нефти как дисперсной системы, является температура. Любое образование новой твердой макрофазы в виде отложений на поверхности возможно лишь после возникновения в объеме нефти диспергированной твердой микрофазы /4, 30/. Поэтому при температурах, выше температуры насыщения нефти парафинами, заметных отложений на поверхности оборудования не наблюдается. Опасность образования отложений возникает лишь ниже температуры насыщения, когда образуется твердая микрофаза и нефть превращается в свободнодисперсную систему, в которой дисперсные частицы не связаны друг с другом и способны независимо перемещаться в дисперсионной среде под влиянием броуновского движения или силы тяжести. При дальнейшем снижении температуры, после достижения характерного для каждой нефти ее критического значения, благодаря повышению концентрации дисперсной фазы нефть превращается в связнодисперсную систему - гель, в которой дисперсные частицы связаны друг с другом за счет межмолекулярных сил и образуют своеобразные пространственные сетки, формируя структурные каркасы и превращая нефть в структурированную жидкость. В гелеобразном состоянии дисперсные частицы практически теряют возможность свободно перемещаться внутри системы. Температура гелеобразова-ния является весьма важной технической характеристикой дисперсной системы как минимальная температура, при которой в отсутствии механического воздействия система способна находиться в подвижном состоянии. [c.46]

Антитиксотропия характеризует влияние предшествующей деформации полимерных систем на возрастание г эф. Структурирование жидкости при малых скоростях сдвига, сопровождающееся увеличением г эф, получило название реопексии. [c.168]

Однако для таких структурированных жидкостей, как битумы, в некоторых случаях даже в присутствии гидрофильного эмульгатора могут образовыватьсяс водой не только прямые, но и обратные эмульсии. При этом стабилизация капель воды и водных растворов эмульгатора совершается как структурной сеткой битума (структурно-механический барьер), так и олеофильными ПАВ самого битума, подавляющими действие эмульгаторов прямых эмульсий. Эти вещества называют также эмулъгаторами-антаго-нистами. Даже гидрофильный эмульгатор в присутствии электро- [c.57]

Наиболее легко можно решить ату задачу путем испольвованкя понятия аффективной вязкости для аномально-вязкой нефти, предложенного акад. П.А,Ребиндером для структурированных жидкостей. [c.106]

Известно, что вода — сильно структурированная жидкость. Существующие модели жидкой воды признают наличие в ней ближнего порядка — участков, имеющих льдоподобную ажурную тетраэдрическую структуру (кластеров), в которых молекулы воды соединены водородными связями. Кластеры находятся в равновесии с несвязанными молекулами воды, заполняющими области неплотной упаковки внутри структуры воды. Вода, связанная в кластерах, имеет меньшую энергию и энтропию, чем свободная, так как образование водородных связей сопровождается выделением тепла и возрастанием упорядоченности в системе. Структурированная вода обладает также меньшей плотностью и трансляционной подщжност1>ю, большей теплоемкостью. Несвязанная вода имеет большую плотность, но лишена упорядоченности. [c.51]

Структурированные жидкости, очевидно, должны обладать реологическими свойствами, промежуточными между свойствами сво- бодно- и связнодисперсных систем. Эти системы способны течь, но они не подчиняются при этом законам течения обычных неструктурированных жидкостей. [c.314]

В свободнодисперсных системах частицы дисперсной фазы не связаны мелсду собой и способны независимо перемещаться в дисперсионной среде. Такие бесструктурные системы проявляют способность к вязкому течению и качественно ведут себя как чистая дисперсионная среда (жидкость или газ). Сюда относятся разбавленные эмульсии и суспензии, коллоидные растворы (золи). В связнодисперсных системах частицы дисперсной фазы образуют непрерывные пространственные сетки (структуры) они теряют способность к поступательному движению, сохраняя лишь способность к колебательному движению. К ним относятся гели, студни, концентрированные суспензии (пасты) и эмульсии, а также пены и порошки. Такие системы проявляют некоторые свойства твердых тел — способны сохранять форму при небольших нагрузках, обладают прочностью, часто упруги. Однако вследствие малой прочности связей между отдельными элементами сетки такие системы легко разрушаются — обратимо (приобретая способность течь) и необратимо (проявляя хрупкость). Существует также ряд переходных систем, получивших название структурированные жидкости . В структурированных жидкостях частицы дисперсной фазы склонны к сильному взаимодействию, но концентрация их недостаточна для создания единой пространственной сетки. Эти системы способны течь, имеют малый модуль упрз гости, но течение их не подчиняется законам течения идеальных жидкостей, а период релаксации велик и приближается к значениям, характерным для твердых тел- [c.429]

Особенностью исследования крови как весьма низковяз-кой структурированной жидкости является необходимость измерений при очень низких напряжениях сдвига. Для получения полной реологической кривой диапазон напряжений сдвига должен составлять 10 —1 Па. Известно несколько конструкций приборов, обеспечивающих достижение столь низких напряжений. Например, ротационные [c.133]