Klasifikacija sirovina. Osnovne fizičke količine. Idealni zakoni reologije

Proučavanje ponašanja deformacije i protok realnih tekućih medija dovelo je do otkrivanja brojnih fenomena koji nisu svojstveni newtonskim tekućinama.

Za nenyutonovske tekućine, promjenu viskoznosti s promjenom brzine smicanja (učinak viskoznosti anomaliju), fenomen tiksotropije, opuštanja, reiočića, visoko elastične i elastične vrste deformacije, pojava normalnih naprezanja, postojanje ograničenja stresovi promjene, itd.

Manifestacija određenih abnormalnih fenomena kod aplikacije
Tekućina vanjskih sila, prije svega, ovisi o njegovoj fizičkoj prirodi, njegovoj strukturi, kao i od vanjskih čimbenika.

Treba napomenuti da newtonova tekućina odgovara samo uskom posebnom slučaju.

U prirodi iu industriji uglavnom postoje nemengeton tekućine (reološki mediji). Na primjer, farmaceutska, hrana, boje i proizvode za papir; Naftni proizvodi i otopine bušenja; Dobiveni polimerni materijali i obrađeni u kemijskoj industriji; visokotemperaturna rashladna sredstva na temelju polimera i suspenzija; Visoko koncentrirana punjena raketna goriva i miješanje goriva u energetiku itd.

Reološka okruženja u njihovim mehaničkim svojstvima zauzimaju međuprostor između idealno viskoznih (newtonskih) tekućina i savršeno elastičnih mršavih tijela. U materijalu
Prema akciji vanjskih sila, u općem slučaju, reverzibilni se razvija
i nepovratne deformacije:

Ovdje - elastična deformacija, - viskoelastična deformacija, je deformacija protoka. Elastične i visoko elastične deformacije su reverzibilne, tokovi su nepovratni.

Elastična deformacija se razvija u početnom vremenu primjene opterećenja, njezina brzina širenja jednaka je brzini zvuka u ovom okruženju. Nakon uklanjanja opterećenja nestaje istom brzinom. Vrlo elastična deformacija se razvija u vremenu, a brzina ovog razvoja značajno ovisi o temperaturi medija. Vrijednost je u desetinama i stotinama puta više. Visoka elastična deformacija ima opuštanje. Ovisno o vrsti i agregatnom stanju materijala, kvantitativni omjer između vrsta deformacije može biti različit.

Za razliku od solidnih tijela, tekućina nema sposobnost održavanja oblika, mobilni i teče pod djelovanjem gravitacije.

U tekućini se hidraulika tretiraju kao čvrsti medij koji se kontinuirano napuni masom.

U nastavku je klasifikacija tekućina:

Dio hidraulike proučavajući ponašanje deformacije nengetova tekućine dio je reologije. Reologija proučava mehaničko ponašanje medija - od newtonskih tekućina do krutih tijela podložnih zakon grla.

Plinovite tekućine, Plinovite tekućine pod djelovanjem gravitacije zauzimaju cijeli volumen posude, bez površine dijela; Kompresiji, dok su grijani vrlo vrući, niski. Unatoč tome, s malim promjenama tlaka i temperature (s malim promjenama u volumenu), plinovi su podložni istim zakonima kretanja kao kapljice tekućine. Značajne promjene u količini plina se događaju pri brzinama blizu brzine zvuka. Za razliku od hidraulike, aerodinamika proučava kretanje plina pri malim brzinama, uzimajući u obzir njegovu kompresibilnost i dinamiku plina - pri brzinama u blizini brzine zvuka i nadzvuča.

Tekućine za kapanje.Tekućine kapanja, gotovo netaknuti, pod djelovanjem gravitacije zauzimaju volumen posude, koji ima površinu za pregradu. Pod određenim uvjetima, za razliku od plinova, kapi se formiraju na čvrstoj površini. Tekućine kapanja ne odupiru na vlačne opterećenja, ne percipiraju koncentrirano opterećenje: sile (opterećenje) trebaju biti raspršene preko površine. Ponašanje tekućine za kapanje proučava se u hidraulici.

Idealne tekućine. Savršene tekućine apsolutno
Inkompressibles, molekule ove tekućine posjeduju neograničenu slobodu kretanja, stoga - ne postoje snage unutarnjeg trenja, tj. Viskoznost je nula.

Prave tekućine.

Newtonova tekućina. Za slučaj jednodimenzionalnog protoka, molekularni prijenos pulsa može biti predstavljen kao:

gdje je t napon smjene, m je dinamička viskoznost koeficijenta tekućine, je gradijent brzine (brzina pomicanja). Ovisnost (2.2) je matematička formulacija zakona viskoznog trenja Newtona: "Tangencijalni interni trenirani stres je proporcionalan gradijentu brzine u smjeru okomito na kretanje." Tekućine podnesene Newtonovom zakonu nazivaju se Newtonov.
Ovisno o izboru referentnog smjera u skladu s normalnim, gradijent brzine može biti pozitivan i negativan. Prijava (2.2) pretpostavlja se tako da je tangentni stres pozitivan. Za Newtonove tekućine, viskoznost je konstantna vrijednost,
Ne ovisi o hidrodinamičkoj situaciji. Promjena vrijednosti viskoznosti može se postići promjenom temperature tekućine.

Newtonov zakon slušao, uglavnom niske tekućine za molekularnu težinu.

Nenormalne viskozne tekućine. Tekućine čija viskoznost ovisi o hidrodinamičkoj situaciji naziva se nenormalno viskozno. Eksperimentalne studije pokazuju da je ovisnost za mnoge stvarne tekućine nelinearno, što pokazuje promjenu viskoznosti iz stope pomicanja i od prapovijesti tekućine.

Kao što je utvrđeno za pseudoplastične tekućine (sl. 2.1
i sl. 2.2, krivulja 2 S malim vrijednostima gradijenta brzine, viskoznost ima konstantnu vrijednost, ovisnost m se pojavljuje s povećanjem.

Sl. 2.1. Real krivulje protoka tekućine:

1 - Newtonian; 2 - pseudoplastični; 3 - dilatant
i 4 - Visco-plastični medij

Sl. 2.2. Krivulje promjene viskoznosti (oznake na sl. 2.1)

Vrijednost m s povećanjem smanjenja određene kritične vrijednosti, nakon čega ima trajnu vrijednost. Stoga,
Možete instalirati 3 zone:

- najveća newtonova viskoznost;

- varijabilna (učinkovita) viskoznost;

- najmanji Newtonov viskoznost.

Utvrđeno je da omjer može postići velike vrijednosti - .

Da bi se opisalo krivulje protoka pseudoplastičnih tekućina, predlaže se brojne ovisnosti. Najveća raspodjela bila je empirijska ovisnost u obliku zakon o moći:

(2.3)

gdje i reološki konstanti tekućine. Obično, korištenje zakon o energiji, opisana je samo učinkovita zona viskoznosti.
Onda imamo:

(2.4)

U ovom slučaju . Unatoč ograničenjima, zakon o energiji zbog svoje jednostavnosti široko je korišteno u inženjerskoj praksi.

Ovisnosti koje opisuju sve zone krivulje protoka daju složenije jednadžbe zakon o očuvanju impulsa, čija uporaba uzrokuje velike matematičke poteškoće.

Anomalija viskoznosti za suspenzije koje sadrže asimetrične čestice objašnjene su orijentacijskim učincima. Smanjuje se viskoznost
Sve dok se sačuva mogućnost daljnje orijentacije čestica. Uz graničnu orijentaciju čestica, viskoznost se ne mijenja. U početku, dezorijentni učinak toplinskog gibanja jednog reda
S orijentacijskim učincima, stoga se viskoznost ne mijenja. Učinci orijentacije objašnjavaju viskoznost anomaliju za tablice i otopine polimera, kao i emulzija.

Anomalija viskoznosti za polimere također se objašnjava procesima opuštanja.

Za tekućine za dilatantne (sl. 2.1 i sl. 2.2, krivulja 3 ) Viskoznost se povećava povećanjem gradijenta brzine. Da biste opisali ponašanje deformacije tekućine dilatantnosti, može se koristiti ovisnost (2.3). Ali u ovom slučaju.

Dilatirane tekućine su koncentrirane suspenzije i otopine nekih polimera.

Povećanje viskoznosti povezano je s povećanjem volumena (oteklina) koja zauzima raspršenu fazu, dok se količina tekućih sranje povećava. Za novu strukturu dvofaznog medija, tekućina nije dovoljna za podmazivanje čestica trljanja. Taj se učinak izvana manifestira kao povećanje viskoznosti suspenzije.

Anomalističke viskozne tekućine, čije reološke karakteristike ovise o vremenu.Mnoge prave tekućine ne mogu se opisati jednadžbama tipa (2.2) i (2.3). Postoje materijali za koje komunikacija ovisi o vremenu. Za ove materijale, učinkovita viskoznost ne ovisi samo o gradijentu brzine, već i na duljini smjene. Te tekućine povećavaju ili smanjuju vrijednost učinkovite viskoznosti u vremenu (kada), podijeljene su na tiksotropnu i reopektičku.

Tiksotropija je povezana s uništenjem unutarnjih veza strukture tekućine. Stopa uništenja ovisi o broju veza prije početka uništenja strukture. Tijekom vremena, broj spojeva se smanjuje (smanjuje). U nekom trenutku dolazi do dinamičke ravnoteže - Stopa zaraze i formiranja strukture bit će jednaka. Thixotropy je reverzibilan proces.

U reopektičkim tekućinama, stvaranje strukture nastaje kod smicanja. Na primjer, 42% vodena otopina žbuke. Nakon trešenja, ovaj se materijal otvrdne u odmoru za 40 minuta, a sa sporo trese za 20 sekundi.

Treba reći da je viskoznost anomalija, kao i sve ostale značajke mehaničkog ponašanja reoloških medija, posljedica je mehanizma za opuštanje i da se sve karakteristike deformacije medija mogu izračunati ako je glavno obilježje opuštanja Medij je poznat - njegov spektar opuštanja.

Visco plastični medij. Visco-plastični medij (sl. 2.1, linija 4 ) Odlikuje se naponom krajnjeg pomak. Visko-plastični medij na naprezanje se ponaša kao krutina.
Uz daljnji visok t počinje viskoznu (newtonove) struje.

Takvo ponašanje tekućina objašnjava se činjenicom da su sposobni
na formiranje prostornih struktura; Naglašava, struktura je sačuvana, u budućnosti je uništena. Nakon uklanjanja opterećenja
U statičkom položaju obnovljena je prostorna struktura medija. Reološka jednadžba visko-plastičnog medija ima oblik:

(2.5)

gdje je m plastični koeficijent viskoznosti.

Uspoređujući ovisnosti (2.2) i (2.5), uvozimo koncept prividne viskoznosti:

(2.6)

Prilikom prirode protoka u visko-plastične tekućine uključuju bušenje zbrka, mulja, uljanih boja, lijekova maziva, paste itd.

Postoje slučajevi kada se postupak protoka karakterizira
s viskoznost anomalija (sl. 2.1, položaj označen isprekidanom linijom). Za takve medije, reološka jednadžba ima oblik:

(2.7)

U visno-plastičnim medijima implementiraju se dvije vrste deformacije - elastični i viskozni protok.

Visko-elastična tekućina. Izložba visko-elastične tekućine
I elastične obnovu i viskozni protok. Vyazko-elastic iz viskoznih tekućina također se odlikuje prisutnošću reverzibilne deformacije, imaju sjećanje.

Trenutna stranica: 18 (ukupno, knjiga od 19 stranica) [dostupni izvadak za čitanje: 13 stranica]

111. Reološka svojstva slobodnog raspršenih sustava

Glavni čimbenici koji definiraju strukturu i reološka svojstva disperziranog sustava su koncentracija čestica φ (volumen frakcija) i upareni potencijal interakcije čestica. Razrijeđeni agregativni raspršeni sustavi, gdje čestice zadržavaju potpunu slobodu međusobnog pomaka ili nedostaju određena struktura, oni su Newtones, njihova viskoznost izračunava se pomoću einstein jednadžba:

η = η 0 (1 + αφ ).

gdje η 0 - viskoznost okoliša; α - koeficijent jednak 2,5 za sferne čestice tijekom njihove slobodne rotacije u potoku.

Reološka svojstva Slobodni sustavi: viskoznost, elastičnost, plastičnost.

Stvorena vanjskom snagom f tangenta t. U cijelosti je na prevladavanju trenja između slojeva tekućine i proporcionalne brzine smjene - Ovo je zakon Newtona:

t. = ηγ

Vrijednost η \u003d t / y (viskoznost) Potpuno karakterizira reološka svojstva fluida u načinu laminarnog protoka.

Viskozna tijela razlikuju se od plastike u onome što teče za bilo koji napon. Opisan je protok savršeno viskoznih tijela. newtonova jednadžba:

gdje f.- moć viskoznog otpora; h.- koeficijent trenja; u. - linearni protok; h.- koordinirati, normalno protok.

Općeniji je izraz ovog zakona kroz deformaciju smjene. U elastičnom tijelu, rad vanjske sile t. Proširenje u obliku potencijalne energije elastične deformacije, a u viskoznom mediju se u potpunosti okreće u toplinu. Dio energije je rasipao, tj. Materijal također stvara viskoznu otpornost deformacije. Takvi se materijali nazivaju viskoelastičan, Važna reološka karakteristika viskoelastičnog medija je vrijeme opuštanja elastičnih deformacija (oblik oporavka). Osim sila viskoznog i elastičnog otpora deformaciji, brojne materijale svojstvene sposobnosti da se odupru snazi \u200b\u200bvanjskog (statičkog) trenja. U disperziranim i polimernim materijalima, takva sila se istovremeno pojavljuje s viskoznom otpornošću, ukupni otpor opisan je jednadžbom:

t. = T. C +. ηγ .

Vrijednost η * = (t - T. iz) / γ Zove se plastična viskoznost, a materijal je plastika. Potpuno karakteriziraju dva reološka konstanta: t. s I. η * Magnita t. C naziva se granični stres promjene (snaga prinosa). Ponašanje plastičnog materijala može se opisati Newtonovim zakonom, gdje η - Varijabilna vrijednost ili zakon o švedskom bingami s dva stalna ( t. s I. η *). Viskoznost, na Newtonu, uzima u obzir sve otpor, ovisno o brzini deformacije. Plastična viskoznost uzima u obzir samo dio otpora.

Tekućine i plastične viskozna tijela čija frikalna sila ne podliježe Newtonovom zakonu, pod nazivom Nengetonovsky (nenormalne) tekućine. Neki od njih zovu bingami tekućine. Plastičnost je najjednostavnije (u matematičkom smislu) manifestacije newngenovih svojstava. Prijelaz iz puzanja do plastike i zatim se postupno pojavljuje newtonski tok. Najčešće najveći raspon stopa smicanja (od γ 1 biti γ 2) pada na parcelu plastičnog protoka. To određuje praktičnu važnost Švedske-bingame i reoloških sporazuma η * I. t. iz.

112. Reološka svojstva povezanih sustava. Jednadžba bingama

Glavna metoda reologije je razmatranje mehaničkih tvari na određenim modelima čije se ponašanje može opisati malim brojem parametara, u najjednostavnijim slučajevima, reologija se može odrediti samo jednim parametrom.

Elastično ponašanje - proces koji se može karakterizirati proporcionalnošću naprezanja i deformacija, tj. Kao linearnu ovisnost između τ i γ , Ova ovisnost je izražena guka. :

τ \u003d gγ.,

gdje G. - elastični modul dječak.

Ako grafički prikazuju, prema nozi, ovisnost između napona smicanja i premještanja može se izraziti linearnom ovisnosti o nagibu kut nagiba na to ravno će biti Junjski elastični modul.

Kada se ukloni teret, pojavljuje se neposredna obnova početnih parametara tijela, rasipanje energije javlja se tijekom procesa utovara i istovara tijela. Proces elastičnog ponašanja može biti neobičan samo solidnim tijelima.

Priroda ovog fenomena može biti u kontaktu s malim deformacijama. Elastični modul može ovisiti o prirodi interakcije u krutoći i vrlo je velika količina. Tijelo može težiti oporavku s toplinskim pokretima, što krši ovu orijentaciju.

Elastični modul također ovisi o temperaturi i može imati malu količinu. Može se odrediti elastična deformacija za kruta tijela, može se pojaviti na određenu vrijednost, iznad koje je uništenje tijela. Ova vrsta napona za krhke tijela karakterizira snagu.

Viskozno ponašanje (ili viskozni protok), koji se može karakterizirati proporcionalnošću naprezanja i brzinom deformacijskih procesa, naziva se Newtonov zakon:

t. = ηγ 1 ,

gdje t. - napon smjene; h.- Viskoznost.

Nakon zaustavljanja udarca stresa smicanja, nekadašnji oblik tijela više se ne može oporaviti. Takav viskozni tečaj može biti popraćen disperzijom energije, tj. Energijom koja se rasipa u volumenu tijela. Viskozni protok povezan je s prijenosom mase pri razmjeni mjesta između atoma ili molekula s njihovim toplinskim pokretom.

Primijenjeni potencijalni napon može smanjiti energetsku barijeru kretanja čestica u jednom smjeru i povećati ili smanjiti drugi. Može se pretpostaviti da je proces viskoznog protoka je aktivirani proces temperature i viskoznost će ovisiti o temperaturi eksponencijalno.

Plastika Može biti nelinearno ponašanje. S takvim fenomenom ne postoji ovisnost i proporcionalnost između različitih utjecaja, mnogih vrsta deformacije. Plastičnost je kombinacija i procesa dislokacije i prekida i restrukturiranja veza između atoma. Plastično tijelo nakon uklanjanja napona štedi bilo koji oblik koji je dao u procesu.

Jednadžba bingama:

Stopa deformacije, koja je opisana od strane Bingam jednadžbe, treba biti proporcionalna razlikama i djelovanju napona, te napon ograničenja. Štoviše, jednadžba se temelji na kombinaciji dviju najjednostavnijih elemenata reologije - paralelno povezivanje viskoznog elementa i elementa za hlađenje suhog trenja.

113. Stvarna metoda proučavanja disperziranih sustava. Osnovni koncepti i idealni zakoni reologije

Riologija - kompleks znanja i koncepata, formuliranje zakona i pravila za određivanje ponašanja krutih i tekućih u obliku tekućine. Glavna metoda koju koristi reologiju je razmatranje mehaničkih svojstava materijala na određenim modelima, koji su opisani malim brojem parametara.

Elastična deformacija Opisao je Dungalni zakon:

τ \u003d gγ.,

gdje t. - napon smjene; G. - modul pomicanja (N / m2); γ - Relativna deformacija smjene.

Priroda elastičnosti svakog tijela sastoji se od reverzibilnosti malih deformacija, spojeva između atoma. Elastični modul može se odrediti prirodom interakcija u krutoći i praktički ne ovisi o povećanju temperature. Elastični modul se može smatrati određenom dvostrukom vrijednosti elastične energije, koja se pojačava jedinicom volumena s jednom deformacijom. Elastična deformacija tijela može se pojaviti određenom graničnom, nakon čega se javlja uništenje krhkih tijela.

Snaga - Objekt materijala se odupiru vanjskim utjecajima pod djelovanjem vanjskih naprezanja.

Viskoznost Opisuje Newtonov zakon:

t. = ηγ ,

gdje h.- Viskoznost (n / m 2) - parametar koji je karakteriziran proporcionalnim naponom i brzinom deformacije također može ovisiti o brzini pomicanja.

Viskoznost polimera materijala može biti popraćena disipacijom energije, tj. Državom kada se sve izlučene energije mogu otići na toplinu. Viskoznost je proces koji je termički aktiviran, a viskoznost ima eksponencijalnu ovisnost o temperaturi.

Plastika To je nelinearni element, postoji odsutnost između utjecaja i raznih deformacija. Plastičnost materijala određuje se procesima jaza i restrukturiranjem interatomskih veza za koje je moguće dislokacije.

Unutarnja napetost - paralelna kombinacija elastičnog elementa i trenja suhe.

Deformacija - relativni premještaj u vrijeme nekih točaka sustava sustava, na kojem nema promjene u kontinuitetu materijala.

Plastična deformacija - deformacija na kojoj se ne dogodi materijalno uništenje.

Elastična deformacija - deformacija na kojoj postoji potpuna obnova tijela nakon uklanjanja određenog opterećenja.

Modeliranje se mora provoditi pomoću stvarnih različitih modela Tel. Kada se koristi model pristup, puni teret pada na svaki element, i, prema tome, potpuna deformacija sustava ili brzinu deformacije će biti presavijena iz svih vrsta deformacija koje djeluju na tijelo, a stope svih elemenata prisiljavanja sustav. Ako razmotrimo paralelno povezivanje elemenata deformacije i brzine, oni će biti isti za sve elemente, a cjelokupno preostalo opterećenje sustava bit će presavijeni iz opterećenja svih kombiniranih elemenata. Ako koristite pravila uzastopne i paralelne deformacije, možete jednostavno koristiti različite reološke modele. Ako proširite mogućnosti karakteristika kvantitativnih svojstava za prava tijela, možete koristiti nekoliko idealnih modela. Prihvaćeno je da nema razlike između reoloških svojstava pravih tekućina, kao i solidnih tijela. To se može objasniti činjenicom da su ti sustavi kondenzirana stanja tvari.

114. Reološki modeli

Postoje tri glavna slučaja mehaničkog ponašanja:

1) elastičnost;

2) viskoznost;

3) plastičnost.

Kombinirajući ove procese i reološke modele procesa, možete dobiti složenije modele koji će opisati reološka svojstva različitih sustava.

U svim slučajevima svaka će se kombinacija razmatrati u određenom načinu deformacije karakteristike za ovaj fenomen u kojem će se pojaviti svojstva modela u usporedbi s svojstvima njegovih elemenata.

1. Maxwell model - sekvencijalni spoj elastičnosti i viskoznosti. Sekvencijalna povezanost takvih elemenata može značiti po trećem pravu Newtona, koji će iste snage djelovati na dvije komponente modela (napon smjene τ ) i deformacije elastičnosti ( γ G) i viskoznost ( γ η ) može se presaviti:

γ = γ G. + γ ?,

gdje g.- Opća deformacija.

U ovom modelu, brzo deformacija je moguće određenoj vrijednosti i održavati ga na konstantnoj razini. U visokim vremenskim vrijednostima, ova vrsta sustava može biti blizu imovine u tekućinu, ali kada se primjenjuje napon smjene, sustav se može ponašati kao elastična krutina.

2. Model Kelvin - paralelni spoj elastičnosti i viskoznosti. U takvom modelu deformacije oba elemenata može biti isti, a napon smjene će se sažeti. Uz stalnu izloženost naponu, model Kelvin se ponaša drugačije. Viskozni element se ne može priuštiti da se odmah provede odmah deformiranje elastičnog elementa. Tada se opća deformacija može postupno razvijati u vremenu:

Ova jednadžba odgovara postupno usporavanju deformacije. Uklanjanje općeg napona nastaje zbog energije akumulirane elastičnim elementom, nastaje proces deformacije elastičnog tijela, a disperzija energije se javlja na viskoznom elementu. Primjer takvih modela: prigušenje oscilacija, prvenstveno mehanički u gumi.

3. Ulazak u sustav nelinearne stavke. Dobiven je model koji opisuje pojavu unutarnjih naprezanja s paralelnom kombinacijom elastičnog elementa i suhog trenja. Ako je sustav primijenjenog napona premašuje snagu prinosa, nastaje deformacija, što može biti posljedica nakupljanja energije elastičnog elementa.

4. Model bingama - paralelno povezivanje viskoznog newtonovog elementa i suhog frikcijskog elementa. Budući da su elementi isti, njihova deformacije će također biti ista, a naponi će biti presavijeni. Štoviše, napon na elementu Coulomb ne može premašiti graničnu vrijednost napona smjene.

Iz toga slijedi da je stopa deformacije, koja je opisana viskoznim elementom, treba biti proporcionalna razlici u aktivnom naponu i graničnom stresu pomicanja.

U slučaju komplikacija reoloških modela, komplicirani su matematički aparat deformacijske opise, tako da sve vrste naprezanja pokušavaju smanjiti lakše modele. Jedna od metoda olakšavanja takvih zadataka je upotreba tzv. Elektromehaničke analogije, tj. Dobivanje reoloških modela s električnim krugovima.

115. Razvrstavanje raspršenih sustava. Newtonove i nengetonove tekućine. Pseudoplastične, dilatantske tekućine i tijela u obliku krutine

Poznato je da postoje mnoge vrste strukturnih i mehaničkih svojstava koje mogu odražavati svu raznolikost prirodnih i sintetičkih tijela. Mnogi sustavi su dispergirane faze, koje, zauzvrat, imaju mnogo različitih kombinacija faza koje se razlikuju u obje prirode i agregatno stanje i veličinu čestica. Strukturne i mehanička svojstva mnogih raspršenih sustava su kontinuirani i beskonačni redovi koji uključuju i stare i nove pri razmatranju sustava. Provedene su studije u području strukturnih i mehaničkih svojstava P. A. Rebelder koji su predložili dijeljenje tvari kondenzaciji i kristaliziranim i koagulacijskim strukturama. Kondenzacija-kristalizirana formiranje strukture može se pojaviti s izravnom kemijskom interakcijom i između čestica i kada su isključene prije stvaranja krute strukture koja ima veliki volumen. Ako su čestice koje sudjeluju u procesu amorfne, strukture koje se formiraju u disperziranim sustavima su uobičajene da se nazivaju kondenzacija ako su uključeni kristali, nastale strukture su kristalizirane. Struktura kondenzacijskog kristalizacije može biti karakteristična za raspršene sustave pridruženog tipa, tj. Sustavi koji imaju kruti dispergirani medij. Upotreba takvih struktura daje proizvode čvrstoće, krhkost, ali nisu obnovljeni nakon uništenja. Koagulacija može biti one strukture koje se mogu formirati samo tijekom koagulacije. U formiranju takvih struktura, interakcija između struktura može se provesti kroz sve slojeve faze disperzije, a su sile vandera, upotreba takvih struktura ne može dovesti do stabilnosti strukture. Mehanička svojstva takvih struktura određuju ne samo svojstva čestica, od kojih se sustav sastoji, već i ovise o prirodi veza i međusloj između medija. Struktura tipa koagulacije ima tekuće okruženje, za takve sustave važno je vratiti sustav nakon njegovog uništenja. U praktičnoj uporabi, i sami i drugi materijali karakteristični su za sastav i ujednačenost materijala, te u procesu tehnologije, postupci formiranja su regulirani.

Sustavi u obliku tekućine podijeljeni su u dvije vrste:

1) Newtonian;

2) Nenyutonovsky.

Njutnov Sustavi se nazivaju, viskoznost u kojoj ne ovisi o naponu koji proizlazi iz smjene i može biti konstantna vrijednost. Ove tekućine su podijeljene u dvije vrste: nepokretan (za takve sustave, reološka svojstva se ne mijenjaju tijekom vremena) nestalan, čije su reološke karakteristike određene privremenim okvirom.

Nengetonovsky Oni se nazivaju sustavima koji nemaju zakon Newtona, a viskoznost u takvim sustavima ovisi o stresu promjene.

Tekućine za dilatantne - Sustavi koji se nalaze veliku količinu krute faze, u njima, kaotično kretanje molekula dovodi do smanjenja viskoznosti zbog nereda. Uz povećanje opterećenja na takvim sustavima, gusta pakiranje čestica može biti narušena, volumen sustava može povećati, što će dovesti do povećanja viskoznosti u sustavu.

Pseudoopastične tekućine - Sustavi za koje se smanjuje newtonov viskoznost karakterizira povećanjem brzine deformacije cijelog pomaka.

116. Viskoznost tekućih agregativnih raspršenih sustava

Temelji ove teorije položili su A. Einstein, koji je bio angažiran u proučavanju razrjeđenih suspenzija. A. Einstein je studirao hidrodinamičke jednadžbe za sve krute čestice koje imaju sferični oblik koji može steći dodatno rotacijsko gibanje. Raspršivanje, što se dogodilo, bio je uzrok uzlazne viskoznosti. A. Einstein je uklonio jednadžbu koja veže viskoznost sustava η i volumnog frakcije raspršene faze φ :

η = η 0 (1+ 2,5φ ).

U izlazu jednadžbe pretpostavlja se da se sustav ne može smanjiti, nema klizanja između čestica i tekućine. Eksperimenti koji su A. Einstein proveo mnogo puta potvrdio njegove pretpostavke, otkrilo je da je koeficijent koji je pod parametrom frakcije raspršene faze ovisi samo o obliku čestica.

Iz teorije A. Einsteina moguće je izvući zaključke da su razrijeđeni i stabilni sustavi neznatne tekućine, njihova viskoznost linearno ovisi o rasutom frakciji raspršene faze i ne ovisi o disperziji. Parametar 2.5, u pravilu, više za neke čestice. To se objašnjava činjenicom da rotacija čestice koja ne dodjeljuje prelazi volumen samog čestica. Ova čestica ima veliki otpor koji može povećati viskoznost sustava. Ako se pojave značajna odstupanja od sferičnog oblika, sustav se može pretvoriti u ne-migon tekućinu, čiji viskoznost ovisi o naprezanju smjene.

Einstein jednadžba ne uzima u obzir prisutnost površinskih slojeva (adsorpcija, solvat) u česticama. Može doći do povećanja viskoznosti zbog prisutnosti takvih slojeva. Površinski slojevi ne mijenjaju oblik čestica, njihov utjecaj se uzima u obzir s povećanjem volumetrijske frakcije faze. Nadalje, ova teorija je dopunjena Gradom Staudinger, koji ga je koristio za opisivanje viskoznosti razrijeđenih otopina polimera. Staubinger jednadžba:

η UD \u003d. KMC.,

gdje DO - konstantno obilježavanje polimera; M. - polimerna masa; iz - masovna koncentracija polimera.

Staubinger je predložio da kada produljenje polimerni lanac poveća svoj volumen rotacije i povećava viskoznost otopine u istoj koncentraciji. Viskoznost jednadžbe ne ovisi o koncentraciji otopine polimera i može biti proporcionalna njegovoj molekularnoj težini. Jednadžba izvedena od grada Staubinger koristi se za određivanje molekulske mase polimera. Ova jednadžba može biti vrijedi samo za otopine polimera u kratkim i tvrdim lancima, uz očuvanje njihovog oblika. Ali najčešće korištena jednadžba za određivanje mase polimera je jednadžba maraka kuna-hauvinka:

{η } = Km. α ,

gdje α To je karakteristika koja je sposobna odražavati oblik i gustoću makromolekule, vrijednosti ove vrijednosti ne prelaze jedinice.

Iz izjednačene je iz jednadžbe da je viši napon u sustavu, već je u većoj mjeri odvijanja molekula polimera i to manje njihova viskoznost postaje. To je zbog povećanja stupnja disocijacije polimernih materijala pri razrijeđenom, što povećava povećanje punjenja molekule i povećava svoj volumen. U otopinama svih polimera, intermolekularna interakcija može dovesti do oštar povećanja viskoznosti sustava, u isto vrijeme, viskoznost se može odrediti efektivnim volumenom čestica, koji je po jediničnoj masi polimera. To vrijedi za sve polimerne materijale za koje možete definirati viskoznost sustava.

117. Full reološka krivulja dispergiranih sustava s koagulativnom strukturom

Viskoznost se oštro mijenja za spojene sustave koji imaju konstrukciju koagulacije. S ovim ispitom koristite cijeli niz vrijednosti između dva ekstremna stanja sustava: s neuništivim ili potpuno uništenim sustavom. Pri razmatranju primijenjenog napona pomak, reološka svojstva takvih sustava se mijenjaju u vrlo širokim rasponima do newtonskih tekućina. Takva ovisnost reoloških svojstava iz koagulacije može biti predstavljena kao reološka krivulja.

Reološka krivulja To je ovisnost o ograničavanju deformacije od napona smjene.

U proučavanju nekretnina opuštanja utvrđeno je da na niskim stresama dolazi elastični udar, koji je povezan s međusobnom orijentacijom čestica, za njih se karakterizira toplinski pokret. Visoke vrijednosti viskoznosti mogu biti posljedica protoka disperzijskog medija iz stanica, koji su smanjeni u veličini, u susjedne stanice kroz uske propusnosti i klizačima čestica u odnosu na drugo.

Kada određena vrijednost graničnog stresa pomak može se pojaviti područje sporog, ali viskoplastičnog toka ili, kako zovu, puzaju.

1. Na ovom području dolazi do promjene, koji se provodi tijekom fluktuacija i uništava se, ali se može vratiti pod djelovanjem napona koji se primjenjuju izvana. U isto vrijeme, sve čestice se kombiniraju u jednu konstrukciju koagulacije, što doživljava fluktuacije na njihovom položaju u kontaktima.

2. Na ovom području dolazi do sustava za puzanje, što se može opisati reološki model viskoplastičnog protoka s malim graničnim stresom smicanja i dovoljno visoke viskoznosti.

3. U trećem dijelu krivulje se formira područje protoka snažno uništene strukture. Ova se stranica može opisati prilikom korištenja bingama modela.

4. U ovoj fazi nastaju svojstva newtonskog tekućine, čija se viskoznost povećava. Uz daljnje povećanje napona, odstupanje se može pojaviti na Newton jednadžbi, koja je povezana s fenomenom turbulencije.

Reološka svojstva sustava mogu varirati kada su izloženi vibracijama. Kada analizirate reološku krivulju, može se zaključiti da se čak i vrlo složeno mehanički ponašanje sustava može podijeliti u nekoliko jednostavnih dijelova koji će se odrediti jednostavnim modelom.

Da bi se postigla ravnoteža između procesa uništavanja i obnavljanja kontakata, potrebno je dovoljno dugo deformacije sustava na konstantnoj brzini, što nije uvijek moguće pri provođenju praktičnog rada.

No, u isto vrijeme, drugačiji fenomen na molekularnom mehanizmu, kao što je puzanje i viskozitski protok, može se opisati istim modelom, ali s različitim parametrima. Reološke karakteristike raspršenih sustava mogu se snažno mijenjati kada je izložen polje vibracija.

Vibracije mogu dovesti do uništenja kontakata između čestica, što dovodi do razrjeđivanja sustava na vrlo niskim naprezanjima smicanja. Reološka krivulja u modernoj tehnici pri korištenju efekata vibracija omogućuje vam da vidite kako možete kontrolirati različita svojstva dispergiranih sustava, kao što su suspenzije, razne paste ili prašci.

Razmotrite najjednostavnije reološka svojstva - elastičnost, plastičnost i viskoznost tri tzv. Idealna tijela. U reologiji, idealna tijela su uobičajena naziva imena znanstvenika koji su ih prvi put predstavili)