Tooraine klassifikatsioon. Füüsilised kogused. Ideaalsed reoloogia seadused

Uuringu deformatsioonikäitumise ja reaalse vedelate meedia voolu uurimine viinud mitmete nähtuste avastamiseni, mis ei ole Newtoni vedelikele omane.

Nenyutonovski vedelike puhul, viskoossuse muutus, muutustega nihkerakud (viskoossuse mõju), thixotroopia nähtus, lõõgastumine, reoochement, väga elastsed ja elastsed deformatsioonitüübid, normaalsete pingete esinemine, piiri olemasolu Rõhutab nihe jne

Teatavate ebanormaalsete nähtuste ilming, kui rakendus
Välistegede vedelik sõltub esiteks selle füüsilisest iseloomust, selle struktuurist, samuti välistest teguritest.

Tuleb märkida, et Newtoni vedelik vastab ainult kitsale erilisele juhul.

Looduses ja tööstuses on peamiselt Nengetoni vedelikud (reoloogiline meedia). Näiteks farmaatsia-, toit, värvid ja paberitööstuse tooted; Naftasaadused ja puurimislahendused; Keemiatööstuses saadud ja töödeldud polümeermaterjalid; Kõrge temperatuuriga jahutusvedelikud, mis põhinevad polümeeridel ja suspensioonidel; Väga kontsentreeritud täidetud raketi kütused ja kütuse segud toitetehnika jne.

Reoloogilised keskkonnad oma mehaanilistes omadustes hõivata vahepealse asend ideaaljuhul viskoossete (Newtoni) vedelike ja täiesti elastsete lahja keha vahel. Materjali
Väliste jõudude tegevuse all üldas juhul arenevad pöörduvad
ja pöördumatu deformatsioonid:

Siin - elastne deformatsioon, - viscoelastic deformatsioon, on voolu deformatsioon. Elastsed ja väga elastsed deformatsioonid on pöörduvad, voolavad pöördumatu.

Elastiline deformatsioon areneb koormuse rakenduse esialgsel ajal, selle paljundamise kiirus on võrdne heli kiirusega selles keskkonnas. Pärast koormuse eemaldamist kaob see samal kiirusel. Väga elastne deformatsioon areneb aja jooksul ja selle arengu kiirus sõltub oluliselt keskmise temperatuurist. Väärtus on kümnetel ja sadu kordi rohkem. Kõrge elastne deformatsioonil on lõõgastumine. Sõltuvalt materjali tüübist ja koondseisundist võib deformatsiooni tüüpide kvantitatiivne suhe olla erinev.

Erinevalt tahketest organitest ei ole vedelikul võime säilitada oma kuju, see on mobiilne ja voolab raskusjõu all.

Vedeliku hüdraulika käsitletakse tahke kandjana täis mass pidevalt.

Allpool on vedelike liigitamine:

Neengetooni vedelike deformatsioonikäitumise hüdraulika osa on osa reoloogiast. Reoloogia õpib meedia mehaanilist käitumist - Newtoni vedelikest tahketele kehadele, mille suhtes kohaldatakse kurgu seadust.

Gaasilised vedelikud. Gaasilised vedelikud raskusageduse all hõivavad kogu laeva mahu, ilma sektsiooni pinda; Sumpressobles, kuumutatud ajal on väga kuum, madal. Sellest hoolimata väikestest rõhkude ja temperatuuri muutustega (väikeste muutustega mahu muutustega) kuuluvad gaasid samade liikumisõigusega tilgutitena. Olulised muutused gaasi mahus esineb heli kiiruse lähedal kiirustel. Erinevalt hüdraulikatest õpivad aerodünaamika gaasi liikumist madalal kiirusel, võttes arvesse selle kokkusurutavust ja gaasi dünaamikat - kiiruse lähedal heli ja ülehelikiirusel.

Tilgutavad vedelikud.Tilgutab vedelikud, peaaegu kokkusurumatu, raskusastme all hõivata laeva maht, millel on vahesein pind. Teatud tingimustel on erinevalt gaase, tilgad moodustuvad tahkel pinnal. Drip vedelikud ei vastuta tõmbekoormusele, ei tajuta kontsentreeritud koormusi: jõud (koormus) tuleb pinnale dispergeerida. Triide vedelike käitumist uuritakse hüdraulikas.

Ideaalne vedelikud. Täiuslikud vedelikud absoluutselt
Incompressebles, selle vedeliku molekulid omavad piiramatut liikumisvabadust, mistõttu ei ole sisemise hõõrdumise jõudu, st. Viskoossus on null.

Tõelised vedelikud.

Newtoni vedelik. Ühemõõtmelise voolu puhul võib impulsi molekulaarse ülekandmist esindada järgmiselt:

kui T on nihutav pinge, M on koefitsient dünaamiline viskoossus vedeliku, on kiiruse gradient (Shift kiirus). Sõltuvus (2.2) on Newtoni viskoosse hõõrdumise seaduse matemaatiline koostis: "Tangentsiaalne sisekaitse stress on proportsionaalne kiiruse gradiendiga liikumisega risti suunas." Newtoni seadusandlusele esitatud vedelikke nimetatakse Newtonile.
Sõltuvalt võrdlussuuna valikust vastavalt normaalsele, kiiruse gradient võib olla positiivne ja negatiivne. Logi sisse (2.2) eeldatakse, et puutuja stress on positiivne. Newtoni vedelike puhul on viskoossus pidev väärtus,
See ei sõltu hüdrodünaamilisest olukorrast. Viskoossuse väärtuse muutmine on võimalik saavutada vedeliku temperatuuri muutmisega.

Newtoni seadused kuuletuvad peamiselt madala molekulmassiga vedelikud.

Ebanormaalsed viskoossete vedelikud. Vedelikud, mille viskoossus sõltub hüdrodünaamilisest olukorrast, nimetatakse ebanormaalseks-viskookuks. Eksperimentaalsed uuringud näitavad, et paljude tõeliste vedelike sõltuvus on mittelineaarne, näidates viskoossuse muutust nihe kiirusest ja vedeliku eelajaloost.

Nagu on kehtestatud pseudoplastsete vedelike jaoks (joonis 2.1
ja joonisel fig. 2.2, kõver 2 ) Speed \u200b\u200bgradiendi väikeste väärtustega on viskoossus pidev väärtus, sõltuvus m tekib kasvamisega.

Joonis fig. 2.1. Real vedeliku voolukõverad:

1 - Newtoni; 2 - pseudoplastiline; 3 - dilatant
ja 4 - Visco-plasti keskkond

Joonis fig. 2.2. Viskoossuse muutmise kõverad (joonisel 2.1 nimetatud nimetused)

M Väärtus M suurema väheneb teatud kriitilise väärtuse, mille järel sellel on püsiv väärtus. Seega,
Saate installida 3 tsooni:

- suurim Newtoni viskoossus;

- muutuja (tõhus) viskoossus;

- väikseim Newtoni viskoossus.

On kindlaks tehtud, et suhe suudab saavutada suuri väärtusi - .

Pseudoplastsete vedelike voolukõvera kirjeldamiseks pakutakse välja arvukad sõltuvused. Kõrgeim jaotus oli empiiriline sõltuvus võimsuse seaduse kujul:

(2.3)

kus ja vedeliku reoloogilised konstandid. Tavaliselt kirjeldatakse võimsuse õiguse kasutamist ainult tõhusat viskoossuse tsooni.
Siis on meil:

(2.4)

Sel juhul . Hoolimata piirangutest kasutati selle lihtsuse tõttu tänu oma lihtsusele laialdaselt inseneripraktikas.

Sõltuvused, mis kirjeldavad kõiki voolukõvera tsoone, annavad keerukamaid võrrandeid impulss kaitseõiguse, mille kasutamine põhjustab suurte matemaatiliste raskuste.

Asümmeetriliste osakeste sisaldavate susümmeetriliste osakeste suspensioonide anomaaliat selgitatakse orientatsiooni mõjuga. Viskoossuse vähenemine
Niikaua kui osakeste edasise orientatsiooni võimalus säilitatakse. Osakeste piirväärtusega ei muutu viskoossus. Esialgu, ühe tellimuse termilise liikumise ebakindla mõju
Orientatsiooniefektidega ei muutu viskoossus. Orientatsioon mõju selgitada viskoossuse anomaalia sulab ja lahused polümeerid, samuti emulsioonid.

Polümeeride viskoossuse anomaaliat selgitatakse ka lõõgastumisprotsessidega.

Dilatantide vedelike jaoks (joonis 2.1 ja joonisel 2.2, kõver 3 ) Viskoossus suureneb kiiruse gradiendi suurenemisega. Dillatinguvedelike deformatsioonikäitumise kirjeldamiseks võib kasutada sõltuvust (2.3). Aga sel juhul.

Lalatud vedelikud on mõnede polümeeride kontsentreeritud suspensioonid ja lahused.

Viskoossuse suurenemine on seotud dispergeeritud faasiga hõivatud mahu (turse) suurenemisega, samas kui vedeliku maht imeb suureneb. Kahefaasilise söötme uue struktuuri jaoks ei ole vedelik piisavalt hõõrumise osakeste määrimiseks piisav. See mõju avaldab väliselt peatamise viskoossuse suurenemisena.

Anomaalistlikud viskoossete vedelikud, reoloogilised omadused sõltuvad ajast.Paljud tõelised vedelikud ei saa kirjeldada tüüpide (2.2) ja (2.3) võrrandid. On materjale, mille kohta kommunikatsioon sõltub ajast. Nende materjalide puhul sõltub tõhus viskoossus mitte ainult kiiruse gradientist, vaid ka nihe pikkusest. Need vedelikud suurendavad või vähendavad efektiivse viskoossuse väärtust aja jooksul (millal) jagunevad tiksotroopseteks ja reopoobektiliseks.

Tixotropy on seotud vedeliku struktuuri sisemiste sidemete hävitamisega. Hävitamismäär sõltub erinevate ühenduste arvust enne struktuuri hävitamise algust. Aja jooksul väheneb ühenduste arv (väheneb). Mingil hetkel on olemas dünaamiline tasakaal - hävitamise ja struktuuri moodustamise määr on võrdne. Thixotropy on pöörduv protsess.

Reopouctilistes vedelikes tekib struktuuri moodustamine, kui nihked. Näiteks 42% krohvi vesilahus. Pärast loksutamist kõveneb see materjal puhata 40 minuti jooksul ja 20 sekundi jooksul aeglaselt loksutades.

Tuleb öelda, et viskoossuse anomaalia, samuti kõik reoloogilise meedia mehaanilise käitumise muud tunnused, on deformatsiooni lõõgastumismehhanismi tagajärg ja et kõik söötme deformatsiooniomadused saab arvutada, kui peamine lõõgastumine iseloomulik Keskmise on tuntud - selle lõõgastumine spektri.

Visco Plastic Medium. VISCO-plastist sööde (joonis 2.1, joon 4 ) Seda iseloomustab piiri vahetuse pinge. Visco-plastist keskkonda rõhutab tahke ainena.
Täiendava kõrge t algab viskoosset (Newtoni) voolu.

Sellist vedelike käitumist on seletatav asjaoluga, et nad on võimelised
ruumiliste struktuuride moodustamisele; Rõhutab struktuuri säilitatakse, tulevikus hävitatakse see. Pärast koormuse eemaldamist
Staatilises positsioonis taastatakse sööde ruumiline struktuur. Visco-plasti keskmise reoloogilise võrrandi vormil on vorm:

(2.5)

kus m on plastikust viskoossuse koefitsient.

Denendents (2.2) ja (2.5) võrdlemine tutvustame ilmse viskoossuse mõistet:

(2.6)

Voolu kujul Visco-plastvedelikega hõlmavad puurimismurdsid, muda, õlivärvid, järjekindlad määrdeained, pastad jne.

On juhtumeid, kui vooluprotsessi iseloomustab
viskoossuse anomaaliaga (joonis 2.1, punktiirjoone näidatud asend). Sellise meedia jaoks on reoloogiline võrrand vorm:

(2.7)

Visco-plastmeedias rakendatakse kahte tüüpi deformatsiooni - elastse ja viskoosse voolu.

Visco-elastse vedelik. Visco-elastse vedeliku eksponaadid
Nii elastse vormi taastamise ja viskoosse voolu. Vyazko-elastset viskoossetest vedelikest eristatakse ka pöörduva deformatsiooni olemasolu tõttu, neil on mälu.

Praegune leht: 18 (kokku 19 lehekülje raamat) [Saadaval väljavõte lugemiseks: 13 lehekülge]

111. Tasuta dispergeeritud süsteemide reoloogilised omadused

Peamised tegurid, mis määratlevad dispergeeritud süsteemi struktuuri ja reoloogilised omadused, on osakeste kontsentratsioon φ (mahtfraktsioon) ja seotud osakeste interaktsiooni potentsiaal. Lahjendatud agregatiivsete stabiilsete dispergeeritud süsteemid, kus osakesed säilitavad täieliku vastastikuse nihke vabaduse või teatud struktuuri, nad on Newtones, nende viskoossus arvutatakse einsteini võrrand:

η = η 0 (1 + αφ ).

kus η 0 - Keskkond viskoossus; α - koefitsient võrdne 2,5 sfääriliste osakeste puhul nende vaba pöörlemise ajal voolu.

Reoloogilised omadused Vabaosasüsteemid: viskoossus, elastsus, plastilisus.

Välisjõudude loodud puutuja poolt t. See on täiesti hõõrdumise ületamise vahel vedeliku kihtide ja suunatud kiirusega - See on Newtoni seadus:

t. = ηγ

Väärtus η \u003d t / γ (viskoossus) Täielikult iseloomustab vedeliku reoloogilisi omadusi laminaarse voolu režiimis.

Viskoossed kehad erinevad plastikust mis tahes pingete puhul. Täiuslikult viskoossete kehade voolu kirjeldatakse. newtoni võrrand:

kus f.- viskoosse vastupidavuse võimsus; h.- hõõrdumise koefitsient; u. - lineaarne voolukiirus; h.- koordinaat, normaalne voolata.

Üldisem on selle seaduse väljendamine vahetuse deformatsiooni kaudu. Elastse kehas, välise jõu töö t. Metsade kujul potentsiaalse energia elastse deformatsiooni ja viskoosses keskmise see muutub täielikult soojuse. Osa energia on hajutatud, st materjal tekitab ka viskoosse deformatsiooniresistentsuse. Selliseid materjale kutsutakse viskoelastne. Viscoelastic sööde oluline reoloogiline omadus on elastsete deformatsioonide lõõgastumisaeg (vormi taastumisaeg). Lisaks viskoosse ja elastse vastupidavuse jõududele deformatsioonile on mitmed materjalid, mis on seotud väliste (staatilise) hõõrdumise tugevusele. Dispergeeritud ja polümeersetes materjalides tekib selline jõud samaaegselt viskoosse vastupidavusega, üldise vastupanu kirjeldatakse võrrandiga:

t. = T. C +. ηγ .

Väärtus η * = (t - T. alates) / γ Seda nimetatakse plastikust viskoossuseks ja materjal on plastik. Seda iseloomustavad täielikult kaks reoloogilist konstanti: t. I. η * Suurusjärkumine t. C-st nimetatakse ülemineku stressi (saagikuse tugevus). Plastmaterjali käitumist võib kirjeldada Newtoni seaduses, kus η - muutuv väärtus või Swedov-Bingama seadus kahe alalise ( t. I. η *). Viskoossus Newtonis võtab arvesse kõiki resistentsuse sõltuvalt deformatsiooni määrast. Plastist viskoossust arvestab ainult vastupanu osa osa.

Vedelikud ja plastikust viskoossed organid, mille hõõrdejõud ei kuulu Newtoni seadust, \\ t nimetatakse Nengetonovsky (ebanormaalsed) vedelikud. Mõned neist nimetatakse Bingami vedelikeks. Plasticy on kõige lihtsam (matemaatilistes tingimustes) NENGETONi omaduste ilming. Üleminek libiseda plastikust ja seejärel Newtoni voolu toimub järk-järgult. Kõige sagedamini suurim nihke määra (alates γ 1 olema γ 2) kuulub plastikvoolu krundile. See määrab Swedovi-Bingama ja reoloogiliste konservide praktilise tähtsuse η * I. t. alates.

112. Ühendatud süsteemide reoloogilised omadused. Bingama võrrand

Peamine reoloogia meetod on teatud mudelite mehaaniliste ainete arvestamine, mille käitumist saab kõige lihtsamate juhtumite puhul kirjeldada väikese arvu parameetritega, reoloogia saab määrata ainult ühe parameetriga.

Elastne käitumine - protsess, mida iseloomustab pingete ja deformatsioonide proportsionaalsus, st, nagu lineaarne sõltuvus τ ja γ . See sõltuvus väljendatakse gUKA seadus. :

τ \u003d Gγ.,

kus G. - elastne moodul kabiinipoiss.

Kui te kujutate graafiliselt, vastavalt jalale, sõltuvust nihkepinge ja nihe vahel saab väljendada lineaarse sõltuvuse kaldenurk kaldenurk selle sirge on JUNT elastne moodul.

Kui koormus on eemaldatud, esineb esialgse kehaparameetrite kohene taastamine, energia hajutamine toimub keha laadimise ja mahalaadimise protsesside ajal. Protsess elastse käitumise võib olla omapärane ainult tahke keha.

Selle nähtuse olemus võib olla kokkupuutes väikeste deformatsioonidega. Elastne moodul võib sõltuda koostoime iseloomust tahkes ja on väga suur kogus. Keha suudab püüda taastumist termilise liikumisega, mis rikub seda orientatsiooni.

Elastne moodul sõltub ka temperatuurist ja võib olla väike kogus. Elastilist deformatsiooni tahkete kehade jaoks saab määrata, see võib tekkida teatud väärtusega, mille üle selle on keha hävitamine. Sellist tüüpi pinge habras keha iseloomustab tugevust.

Viskoosne käitumine (või viskoosse voolu), mida võib iseloomustada pingete proportsionaalsuse ja deformatsiooniprotsesside kiirusega nimetatakse Newtoni seadust:

t. = ηγ 1 ,

kus t. - nihutav pinge; h.- viskoossus.

Pärast löögipinge mõju peatamist ei saa keha endine vorm enam taastuda. Sellise viskoosse kursusega võib kaasas olla energia hajutamine, s.o energia, mis on hajutatud keha mahus. Viskoosne voolu on seotud massi ülekandmisega aatomite või molekulide vahelises asendis nende termilise liikumisega.

Rakendatud potentsiaalne pinge võib vähendada osakeste liikumise energiatõkke ühes suunas ja suurendada või vähendada teises. Võib eeldada, et viskoosse voolu protsess on temperatuuri aktiveeritud protsess ja viskoossus sõltub eksponentsiaalselt temperatuurist.

Plastist Võib olla mittelineaarne käitumine. Sellise nähtusega ei ole sõltuvust ja proportsionaalsust erinevate mõjude vahel, paljude deformatsioonitüüpide vahel. Plasticy on nii dislokatsiooniprotsesside kombinatsioon kui ka aatomite vahearuannete vaheaeg ja ümberkorraldamine. Plastkeha pärast pinge eemaldamist säästab mis tahes kuju, mida see protsessis manustati.

Bingama võrrandi:

Bingami võrrandiga kirjeldatud deformatsioonimäär peaks olema proportsionaalne erinevuse ja toimiva pingega ning piiriülekande pingega. Lisaks põhineb võrrand reoloogia kahe lihtsama elemendi kombinatsioonil - viskoosse elemendi paralleelne ühendus ja kuiva hõõrdumise pendaani element.

113. Dispergeeritud süsteemide uurimismeetod. Põhikontseptsioonid ja ideaalsed reoloogia seadused

Rioloogia - teadmiste ja kontseptsioonide kompleks, seaduste ja eeskirjade koostamine tahkete ja vedelakujuliste kehade käitumise määramiseks. Peamine meetod, et reoloogia kasutusviis on teatud mudelite materjalide mehaaniliste omaduste arvestamine, mida kirjeldatakse väikese arvu parameetritega.

Elastne deformatsioon Dungali seadusega kirjeldatud:

τ \u003d Gγ.,

kus t. - nihutav pinge; G. - Shift moodul (N / M2); γ - suhteline nihe deformatsioon.

Iga keha elastsuse olemus seisneb väikeste deformatsioonide pöörduvuses, aatomite ühendused. Elastset moodulit saab määrata tahkete interaktsioonide olemusega ja praktiliselt ei sõltu temperatuuri suurenemisest. Elastset moodulit võib pidada teatud elastse energia teatud kahekordse käänulise väärtusena, mida intensiivistab mahuühikuga ühe deformatsiooniga. Keha elastne deformatsioon võib tekkida teatud piirmääraga, mille järel esineb habrasemate kehade hävitamine.

Tugevus - materjali vara on väliste pingete tegevuse all olevate väliste mõjudega vastu.

Viskoossus Kirjeldab Newtoni seadust:

t. = ηγ ,

kus h.- Viskoossus (n / m 2) - parameeter, mida iseloomustab proportsionaalne pinge ja deformatsioonimäär võib sõltuda ka nihe kiirusest.

Polümeermaterjalide viskoossust võib kaasneda energia hajutamine, s.o riigi, kui kõik sekreteeritud energiad võivad soojuse minna. Viskoossus on protsess, mis on termiliselt aktiveeritud ja viskoossus on eksponentsiaalne sõltuvus temperatuuril.

Plastist See on mittelineaarne element, mõju ja erinevate deformatsioonide vahel puudub puudumine. Materjali plastilisust määratakse vahe-protsesside protsesside ja interatomiliste sidemete ümberkorraldamise teel, mille jaoks dislokatsioon on võimalik.

Sisemine pinge - Paralleelne kombinatsioon kuivuse elastse elemendi ja hõõrdumise kombinatsioon.

Deformatsioon - suhteline ümberpaigutamine süsteemi süsteemi mõnede punktide aja jooksul, kus materjali järjepidevuse järjepidevuse muutusi ei toimu.

Plastist deformatsioon - deformatsioon, milles materjali hävitamine ei toimu.

Elastne deformatsioon - deformatsioon, mis on keha täielik taastamine pärast teatud koormuse eemaldamist.

Modelleerimine peab toimuma tegelike erinevate mudelite abil tel. Kui kasutate mudeli lähenemisviisi, täis koormus igale elemendile ja seetõttu on süsteemi täielik deformatsioon või deformatsiooni kiirus volditud kõigist deformatsioonidest, mis toimivad kehale ja kõigi elementide hindu, mis sunnivad süsteem. Kui me kaalume deformatsiooni ja kiiruse elementide paralleelset ühendust, on nad kõikide elementide jaoks samad ja kogu ülejäänud süsteemi koormus kõigist kombineeritud elementide koormustest volditud. Kui kasutate järjestikuse ja paralleelse deformatsiooni reegleid, saate lihtsalt kasutada erinevaid reoloogilisi mudeleid. Kui laiendate reaalsete kehade kvantitatiivsete omaduste omaduste võimalusi, saate kasutada mitmeid ideaalseid mudeleid. See võeti vastu, et tegelike vedelike reoloogiliste omaduste vahel ei ole erinevust, samuti tahkeid organeid. Seda võib seletada asjaoluga, et need süsteemid on aine kondenseerunud riigid.

114. Reoloogilised mudelid

Mehaanilise käitumise korral on kolm peamist juhtumit:

1) elastsus;

2) viskoossus;

3) plastilisus.

Nende protsesside ja protsesside reoloogiliste mudelite ühendamine, saate rohkem keerukaid mudeleid, mis kirjeldavad erinevate süsteemide reoloogilisi omadusi.

Kõigil juhtudel kaalutakse iga kombinatsiooni selle nähtuse iseloomuliku deformatsiooni režiimis, kus mudelite omadused ilmuvad võrreldes selle elementide omadustega.

1. Maxwell mudel - elastsuse ja viskoossuse järjestikune ühend. Selliste elementide järjestikune ühendus võib tähendada Newtoni kolmandat õigust, mida samad jõud on mudeli kahe komponendi kohta (Shift pinge) τ ) ja elastsuse deformatsioonid ( γ G) ja viskoossus ( γ η ) saab volditud:

γ = γ G. + γ ?,

kus g.- üldine deformatsioon.

Selles mudelis on kiire deformatsioon võimalik teatud väärtuse ja säilitada selle konstantsel tasemel. Kõrgetel aegadel võib seda tüüpi süsteemi olla lähedane vara vedelikule, kuid kui nihutamispinge rakendatakse, võib süsteem käituda elastse tahke ainena.

2. Mudel Kelvin - Paralleelne ühend elastsus ja viskoossus. Sellise elemendi deformatsiooni mudelis võib see olla sama ja vahetuste pinge kokkuvõtteks. Konstantse kokkupuute pingega käitub Kelvini mudel erinevalt. Viskoosne element ei saa endale lubada elastse elemendi vahetult deformeeruda. Siis võib üldine deformatsioon aeg-ajalt järk-järgult areneda:

See võrrand vastab järk-järgult aeglustuvale deformatsioonile. Üldpinge eemaldamine toimub elastse elemendiga kogunenud energia tõttu elastse keha deformatsiooniprotsess ja energia dispersioon esineb viskoosse elemendil. Selliste mudelite näide: võnkumiste nõrgenemine, peamiselt mehaaniline kummi.

3. Mittelineaarse elemendi süsteemi sisestamine. Saadakse mudel, mis kirjeldab sisemiste pingete esinemist, millel on paralleelselt elastse elemendi ja kuiva hõõrdumise kombinatsioon. Kui süsteem rakendatav pinge ületab saagikuse tugevuse, siis tekib deformatsioon, mis võib olla tingitud elastse elemendi energia kogunemisest.

4. Mudel Bingama mudel - viskoosse newtoni elemendi paralleelne ühendus ja kuiva ripatsi hõõrde element. Kuna elemendid on samad, on nende deformatsioonid ka samad ja pinged volditakse. Lisaks ei saa coulombi elemendi pinge ületada nihkepinge piirväärtust.

Sellest järeldub, et deformatsioonimäär, mida kirjeldatakse viskoossese elemendiga, peaks olema proportsionaalne aktiivse pinge erinevusega ja vahetuse piirjoont.

Reoloogiliste mudelite komplikatsiooni korral on deformatsiooni kirjelduste matemaatiline aparatuur keeruline, mistõttu üritavad kõik tüüpi pinged vähendada lihtsamaid mudeleid. Üks selliste ülesannete hõlbustamise meetodeid on nn. Elektromehaanilised analoogiad, s.o reoloogiliste mudelite saamine elektriliste ahelatega.

115. Dispergeeritud süsteemide klassifikatsioon. Newtoni ja Nengetoni vedelikud. Pseudoplastilised, Dilatantum vedelikud ja tahkekujulised kehad

On teada, et on olemas palju struktuurilisi ja mehaanilisi omadusi, mis võivad kajastada kõiki nii looduslike kui ka sünteetiliste organite erinevaid sorte. Paljud süsteemid on hajutatud faasid, mis omakorda on palju erinevaid faaside kombinatsioone, mis erinevad nii oma olemuses kui ka kogusagedusest ja osakeste suurusest. Paljude dispergeeritud süsteemide struktuuri- ja mehaanilised omadused on pidevad ja lõpmatu read, mis sisaldavad süsteemi kaalumisel nii vanu ja uusi. Uuringud struktuuri- ja mehaaniliste omaduste valdkonnas P. A. Mängu mässutaja Mis soovitas jagades aineid kondenseerumiseks ja kristalliseerunud ja koagulatsiooni struktuure. Konstruktsiooni kondenseerumise kristalliseerunud moodustumine võib tekkida otsese keemilise suhtlusega nii osakeste vahel kui ka siis, kui need on suure mahuga jäiga struktuuri moodustumise korral välja jäetud. Kui protsessis osalevad osakesed on amorfsed, on dispergeeritud süsteemides moodustunud struktuurid tavapäraseks kondenseerumiseks, kui kristallid on kaasatud, on saadud struktuurid kristalliseerunud. Kondenseerumise kristalliseeritud tüübi struktuur võib olla iseloomulik assotsieerunud tüüpi dispergeeritud süsteemidele, st süsteemidest, millel on tahke dispergeeritud keskkond. Selliste struktuuride kasutamine annab toodete tugevusele, ebakindlusele, kuid pärast hävitamist ei taastata neid. Koagulatsioon võib olla need struktuurid, mis on võimelised moodustama ainult koagulatsiooni ajal. Selliste struktuuride moodustamisel võib struktuuride vahelist interaktsiooni läbi viia kõikide dispersioonifaasi kihtide kaudu ja on Vanderwals jõud, selliste struktuuride kasutamine ei saa põhjustada struktuuri stabiilsust. Selliste struktuuride mehaaniliste omaduste määratakse mitte ainult osakeste omaduste omadustest, millest süsteem koosneb, kuid sõltub ka meedia vahelise seose ja vahemaade olemusest. Koagulatsiooni tüübi struktuuril on vedel keskkond selliste süsteemide jaoks on oluline taastada süsteem pärast selle hävitamist. Praktikas kasutatakse nii üksi kui ka muid materjale materjali koostisele ja ühtsusele ning tehnoloogia protsessis reguleeritakse moodustumisprotsesse.

Vedelikukujulised süsteemid on jagatud kahte tüüpi:

1) Newtoni;

2) Nenyutonovsky.

Newtonian Süsteemid kutsutakse, viskoossust, mis ei sõltu muutusest tulenev pingest ja võib olla pidev väärtus. Need vedelikud on jagatud kahte tüüpi: statsionaarne (Selliste süsteemide puhul ei muutu reoloogilised omadused aja jooksul) mittesüsteerimata, reoloogilised omadused, mille määrab ajutine raamistik.

Nengetonovsky Neid nimetatakse süsteeme, millel ei ole Newtoni seadust ja viskoossus sellistes süsteemides sõltub vahetuse stressist.

Dilatant vedelad - süsteemid, mis leiduvad suure hulga tahke faasi, nendes molekulide kaootiline liikumine toob kaasa viskoossuse vähenemise tõttu tellimata. Selliste süsteemide koormuse suurenemisega võib osakeste tiheda pakend olla halvenenud, süsteemi maht võib suureneda, mis toob kaasa süsteemi viskoossuse suurenemise.

Pseudooplastilised vedelikud - Süsteemid, mille puhul Newtoni viskoossuse vähenemist iseloomustab kogu vahetuse deformatsioonimäära suurendamine.

116. vedelate agregatiivsete stabiilsete dispergeeritud süsteemide viskoossus

Selle teooria alused panid A. Einstein, kes tegelesid lahjendatud suspensioonide uurimisega. A. Einstein uuritud hüdrodünaamilisi võrrandeid kõigi tahkete osakeste jaoks, millel on sfääriline kuju, mis võib omandada täiendavat pöörlevat liikumist. Hajutamine, mis toimus, oli viskoossuse põhjus kasvavalt. A. Einstein eemaldas võrrand, mis seob süsteemi viskoossuse η ja dispergeeritud faasi mahuosa φ :

η = η 0 (1+ 2,5φ ).

Võrrandi väljundis eeldati, et süsteem ei pruugi kahaneda, osakeste ja vedeliku vahel ei ole libisemist. Katsed, mida A. Einstein veetsid mitu korda kinnitasid oma eeldusi, leidis ta, et dispergeeritud faasi parameetri raames parameetri all olev koefitsient sõltub ainult osakeste kujust.

A. Einsteini teooriast on võimalik teha järeldusi, mis lahjendavad ja stabiilsed süsteemid on newtoness-vedelikud, sõltub nende viskoossus lineaarselt dispergeeritud faasi lahtiselt osa ja ei sõltu dispersioonist. Parameeter 2.5 reeglina rohkem mõnede osakeste jaoks. Seda seletab asjaoluga, et mitte-andmata osakese pöörlemine ületab osakeste mahtu. Sellel osakesel on suur resistentsus, mis võib suurendada süsteemi viskoossust. Kui sfäärilisest kujust märkimisväärseid kõrvalekaldeid, võib süsteem muutuda mitte-migoonvedelikuks, mille viskoossus sõltub nihe stressist.

Einsteini võrrand ei võta arvesse pinnakihtide (adsorptsiooni, solvaadi) olemasolu osakestes. Selliste kihtide olemasolu tõttu võib tekkida viskoossuse suurenemine. Pinnakihid ei muuda osakesi kuju, nende mõju võetakse arvesse faasi mahulise fraktsiooni suurenemisega. Lisaks täiendas seda teooriat Staudingeri linna, kes kasutas seda lahjendatud polümeeride lahenduste viskoossuse kirjeldamiseks. Staudinger võrrandi:

η Ud \u003d. KMC.,

kus Et - polümeeri pidev iseloomustus; M. - polümeeri mass; alates - polümeeri massikontsentratsioon.

Stauudinger soovitas, et polümeeri ahela pikendamisel suurendab selle pöörlemismahtu ja suurendab lahuse viskoossust samas kontsentratsioonis. Võrrandi viskoossus ei sõltu polümeeri lahuse kontsentratsioonist ja võib olla proportsionaalne selle molekulmassiga. Staudingeri linna võrrandit kasutatakse polümeeri molekulmassi määramiseks. See võrrand võib olla tõsi ainult polümeeride lahenduste puhul nii lühikestel kui ka kõvakettides, säilitades samal ajal nende vormi. Kuid kõige sagedamini kasutatav võrrand polümeeri massi määramiseks on võrrandi Marka Kuna-Hauvinka:

{η } = Km. α ,

kus α See on iseloomulik, mis on võimeline kajastama makromolekuli kuju ja tihedust, selle väärtuse väärtused ei ületa üksusi.

See tuleneb võrrandist, mida suurem on süsteemi pinge, seda suurem on polümeeride molekulide avamine ja seda vähem nende viskoossust muutub. See on tingitud polümeersete materjalide dissotsiatsiooni astme suurenemisest lahjendamisel, mis suurendab molekuli eest ja suurendab selle mahtu. Mis tahes polümeeride lahendustes võib intermolekulaarse interaktsiooni kaasa tuua süsteemi viskoossuse järsku suurenemist, samal ajal võib viskoossust määrata efektiivse osakeste mahuga, mis on polümeeri ühiku massi järgi. See kehtib kõigi polümeersete materjalide kohta, mille jaoks saate süsteemi viskoossust määratleda.

117. Koagulatiivse struktuuriga dispergeeritud süsteemide täieliku reoloogilise kõvera

Viskoossus muudab järsult ühendatud süsteemide jaoks, millel on koagulatsiooni struktuur. Selle uurimise abil kasutage süsteemi kahe äärmusliku riigi vahel terve hulk väärtusi: hävimatu või täielikult hävitatud süsteemiga. Rakendatava nihkepinge kaalumisel muudetakse selliste süsteemide reoloogilisi omadusi väga laias ulatudes kuni Newtoni vedelikeni. Sellist tüüpi reoloogiliste omaduste sõltuvust koagulatsioonist võib esindada reoloogilise kõverana.

Reoloogiline kõver See on muutumispinge piirava deformatsiooni sõltuvus.

Lõõgastusomaduste uuringus leiti, et madalate nihkete puhul esineb elastne mõju, mis on seotud osakeste vastastikuse sättega, nende jaoks iseloomustab termiline liikumine. Kõrge viskoossuse väärtused võivad olla tingitud dispersioonikeskkonna voolust rakkudest, mis on vähendatud suurusega naaberrakkudesse kitsaste läbipääsude kaudu ja osakeste slaidi suhtes üksteise suhtes.

Kui teatud väärtuse piiramise stress vahetuse võib ilmuda ala aeglane, kuid viskooplastne voolu või, nagu nad helistada, libiseda.

1. Selles valdkonnas toimub muundumine, mis viiakse läbi kõikumiste ajal ja hävitatakse, kuid neid saab väljapoole rakendatavate pingete alusel taastuda. Samal ajal kombineeritakse kõik osakesed ühte koagulatsiooni struktuuri, mis esineb kõikumisi nende positsioonide kohta kontaktides.

2. Selles valdkonnas esineb libisemissüsteem, mida saab kirjeldada viskooplase voolu reoloogilise mudeli abil, millel on väike piirväärtus stressi nihke ja piisavalt kõrge viskoossusega.

3. Kõvera kolmandas osas moodustub intensiivselt hävitatud struktuuri voolu pindala. Seda saiti saab kirjeldada Bingama mudeli kasutamisel.

4. Praeguses etapis esineb Newtoni vedeliku omadused, mille viskoossust suureneb. Täiendava pinge suurenemisega võib NEWTON-võrrandil tekkida kõrvalekalle, mis on seotud turbulentsi nähtusega.

Süsteemi reoloogilised omadused võivad vibratsiooniga kokku puutuda. Reoloogilise kõvera analüüsimisel võib järeldada, et isegi süsteemi väga keerulist mehaanilist käitumist saab jagada mitme lihtsaks osaks, mis määratakse kindlaks lihtsa mudeliga.

Et saavutada tasakaalu hävitamise protsesside ja kontaktide taastamise protsesside vahel, on süsteemi vajalik piisavalt pikka deformatsiooni konstantsel kiirusel, mis ei ole praktilise töö läbiviimisel alati võimalik.

Kuid samal ajal võib sama mudeli järgi kirjeldada erinev molekulaarmehhanismi, näiteks libisemismehhanismi, nagu libisemis- ja viskoosevool, kuid erinevate parameetritega. Dispergeeritud süsteemide reoloogilisi omadusi saab vibratsioonivälja kokku puutuda tugevalt muutunud.

Vibratsioon võib põhjustada osakeste kontaktide hävitamist, mis toob kaasa süsteemi lahjendamiseni väga madalate nihkepingetega. Reoloogiline kõvera kaasaegse tehnika kasutamine vibratsiooniefektide kasutamisel võimaldab teil näha, kuidas saate juhtida dispergeeritud süsteemide erinevaid omadusi, näiteks suspensioone, erinevaid pastad või pulbrid.

Mõtle kõige lihtsamatele reoloogilistele omadustele - kolme nn ideaalsete kehade elastsuse, plastilisuse ja viskoossuse. Reoloogias on ideaalsed asutused tavapärased nimed teadlaste nimedeks, kes neid esmakordselt tutvustasid)