Klasifikácia surovín. Základné fyzikálne veličiny. Ideálne zákony reológie

Štúdium deformačného správania a toku reálnych tekutých médií viedol k objavu viacerých javov, ktoré nie sú obsiahnuté v newtonovských tekutinách.

Pre nenyutonovské kvapaliny, zmena viskozity so zmenou šmykovej rýchlosti (účinok anomázy viskozity), fenoménu tixotropie, relaxácie, reichakcie, vysoko elastických a elastických typov deformácie, výskyt normálnych napätí, existencia limitu stres na zmenu atď.

Prejav určitých abnormálnych javov pri aplikácii
Tekutina vonkajších síl, predovšetkým závisí od jeho fyzickej povahy, jej štruktúry, ako aj z vonkajších faktorov.

Treba poznamenať, že nováčiková kvapalina zodpovedá len úzkemu špeciálnemu prípadu.

V prírode av priemysle existujú hlavne kvapaliny NENGETON (reologické médiá). Napríklad výrobky z farmaceutických, potravín, farieb a papierenského priemyslu; Riešenia ropy a riešenia vŕtania; Získané polymérne materiály a spracované v chemickom priemysle; chladiace kvapaliny na báze polymérov a suspenzií; Vysoko koncentrované plnené raketové palivá a zmesi paliva v energetike, atď.

Reologické prostredie v ich mechanických vlastnostiach zaberajú medziľahlú polohu medzi ideálne viskózne (newtonovské) kvapaliny a dokonale elastické chudé telá. V materiáli
Podľa pôsobenia vonkajších síl vo všeobecnom prípade sa rozvíja reverzibilné
a ireverzibilné deformácie:

Tu - elastická deformácia, - viskoelastická deformácia, je deformácia prietoku. Elastické a vysoko elastické deformácie sú reverzibilné, toky sú ireverzibilné.

Elastická deformácia sa vyvíja v počiatočnom čase aplikácie zaťaženia, jeho rýchlosť šírenia sa rovná rýchlosti zvuku v tomto prostredí. Po odstránení zaťaženia zmizne rovnakou rýchlosťou. Vysoko elastická deformácia sa vyvíja v čase a rýchlosť tohto vývoja je významne závislá od teploty média. Hodnota je v desiatkach a stovkách viac. High-elastická deformácia má relaxáciu. V závislosti od typu a agregovaného stavu materiálu sa kvantitatívny pomer medzi typmi deformácie môže líšiť.

Na rozdiel od tuhých telies, kvapalina nemá schopnosť udržať si svoj tvar, je to mobilné a toky v pôsobení gravitácie.

V hydraulike tekutiny sa spracujú ako pevné médium naplnené hmotou nepretržite.

Nižšie je klasifikácia kvapalín:

Časť hydrauliky študujúceho sa správanie deformácie NENGETON FLUTHESTE je súčasťou reológie. Rheológia študuje mechanické správanie médií - z newtonovských tekutín do pevných telies podliehajúcich zákonu hrdla.

Plynné kvapaliny. Plynné tekutiny v pôsobení gravitácie zaberajú celý objem nádoby bez toho, aby mali povrch úseku; Kompresií, zatiaľ čo vyhrievané sú veľmi horúce, nízke. Napriek tomu s malými zmenami tlaku a teploty (s malými zmenami v objeme), plyny podliehajú rovnakým zákonom pohybu ako kvapacích kvapalín. Významné zmeny v objeme plynu sa vyskytujú pri rýchlostiach v blízkosti rýchlosti zvuku. Na rozdiel od hydrauliky, aerodynamika študuje pohyb plynu pri nízkych rýchlostiach, pričom zohľadní jeho stlačiteľnosť a dynamiku plynu - pri rýchlostiach v blízkosti rýchlosti zvuku a nadzvukom.

Kvapaliny.Odkvapkávacie tekutiny, takmer nestlačiteľné, pod činnosťou gravitácie zaberajú objem plavidla, ktorý má povrch oddielu. Za určitých podmienok, na rozdiel od plynov, kvapky sú vytvorené na pevnom povrchu. Kvapové kvapaliny neodolávajú voči zaťaženiu ťahom, nevnímajte koncentrované zaťaženia: Sily (zaťaženie) by sa mali rozptýliť na povrch. Správanie kvapalných kvapalín sa študuje v hydraulike.

Ideálne tekutiny. Dokonale kvapaliny absolútne
NESPRÁVNYCHUJÚCE, MOUNDÁLY Táto tekutina majú neobmedzenú slobodu pohybu, preto nie sú žiadne sily vnútorného trenia, t.j. Viskozita je nulová.

Skutočné tekutiny.

Newtonian tekutiny. Pre prípad jedného rozmerného toku môže byť molekulárny prenos pulzu reprezentovaný ako:

kde t je napätie posunu, m je koeficient dynamická viskozita tekutiny, je rýchlosť rýchlosti (rýchlosť posunu). Závislosť (2.2) je matematická formulácia práva viskózneho trenia Newtona: "Tangenciálny vnútorný trecí stres je úmerný stupnkovaniu rýchlosti v smere kolmom na pohyb." Kvapaliny predložené na Newtonove zákon sa nazývajú Newtonovský.
V závislosti od výberu referenčného smeru podľa normálu môže byť sklon rýchlosti pozitívny a negatívny. Prihlásiť sa (2.2) sa predpokladá, aby bolo dotykové napätie pozitívne. Pre newtonovské tekutiny je viskozita konštantná hodnota,
Nezáleží na hydrodynamickej situácii. Zmena hodnoty viskozity je možné dosiahnuť zmenou teploty tekutiny.

NEWTONOVACE PRÁVA POTREBUJE, najmä kvapaliny s nízkou molekulovou hmotnosťou.

Abnormálne viskózne kvapaliny. Kvapaliny, ktorých viskozita závisí od hydrodynamickej situácie, sa nazýva abnormálne viskózne. Experimentálne štúdie ukazujú, že závislosť pre mnoho skutočných tekutín je nelineárna, ktorá ukazuje zmenu viskozitu z posunu az prehliadok tekutiny.

Ako je stanovené pre pseudoplastické tekutiny (obr. 2.1
a obr. 2.2, krivka 2 ) S malou hodnotou stupnice rýchlosti má viskozita konštantnú hodnotu, závislosť M sa vyskytuje so zvyšovaním.

Obr. 2.1. Skutočné krivky prúdenia tekutín:

1 - Newtonian; 2 - pseudoplast; 3 - dilatant
a 4 - visco-plastové médium

Obr. 2.2. Zmeniť krivky viskozity (označenia na obr. 2.1)

Hodnota m s rastúcou klesá na určitú kritickú hodnotu, po ktorej má trvalú hodnotu. Teda,
Môžete nainštalovať 3 zóny:

- najväčšia newtonovská viskozita;

- variabilná (účinná) viskozita;

- najmenšia newtonovská viskozita.

Bolo zistené, že pomer môže dosiahnuť veľké hodnoty - .

Na opis prietokovej krivky pseudoplastických tekutín sa navrhujú početné závislosti. Najvyššia distribúcia bola empirická závislosť vo forme zákona o výkone:

(2.3)

kde a reologické konštanty kvapaliny. Zvyčajne je opísaná len silový zákon, je opísaná len účinná zóna viskozity.
Potom máme:

(2.4)

V tomto prípade . Napriek obmedzeniam bol mocný zákon kvôli jeho jednoduchosti široko používaný v inžinierskej praxi.

Závislosti popisujúce všetky zóny krivky prietoku poskytujú zložitejšie rovnice zákona o zachovaní impulzov, ktorých použitie spôsobuje veľké matematické ťažkosti.

Anomáliou viskozity pre suspenzie obsahujúce asymetrické častice je vysvetlené orientačnými účinkami. Zníženie viskozity
Pokiaľ je zachovaná možnosť ďalšej orientácie častíc. S limitnou orientáciou častíc sa viskozita nemení. Pôvodne, dezorientálny účinok tepelného pohybu jedného poriadku
S orientačnými účinkami sa preto viskozita nemení. Orientačné účinky vysvetľujú anomáliu viskozity pre taveniny a roztoky polymérov, ako aj emulzie.

Anomáliou viskozity pre polyméry je tiež vysvetlená relaxačnými procesmi.

Pre ditatantné kvapaliny (obr. 2.1 a obr. 2.2, krivka 3 ) Viskozita sa zvyšuje so zvýšením stupňa rýchlosti. Ak chcete opísať deformačné správanie dilatančného tekutiny, závislosť (2.3). Ale v tomto prípade.

Dilatované kvapaliny sú koncentrované suspenzie a roztoky niektorých polymérov.

Zvýšenie viskozity je spojené so zvýšením objemu (opuch) obsadenej dispergovanou fázou, zatiaľ čo objem kvapaliny sa zvyšuje. Pre novú štruktúru dvojfázového média nestačí tekutina na mazanie častíc trenia. Tento účinok sa externe prejavuje ako zvýšenie viskozity suspenzie.

Anomalistické viskózne tekutiny, ktorých reologické vlastnosti závisia od času.Mnohé skutočné kvapaliny nemožno opísať rovnicou typu (2.2) a (2.3). Existujú materiály, pre ktoré komunikácia závisí od času. Pre tieto materiály závisí účinná viskozita nielen na stupnkciu rýchlosti, ale aj na dĺžke posunu. Tieto tekutiny zvyšujú alebo znižujú hodnotu účinnej viskozity v čase (keď), sú rozdelené na tixotropné a reopective.

Tixotropia je spojená s zničením vnútorných väzieb štruktúry tekutiny. Rýchlosť zničenia závisí od počtu spojení pred začiatkom zničenia štruktúry. Postupom času sa počet spojov zníži (zníženie). V určitom okamihu prichádza dynamická rovnováha - Rýchlosť zničenia a tvorby štruktúry bude rovná. Tixotropia je reverzibilný proces.

V reopektívnych tekutinách nastane tvorba štruktúry, keď je šmyk. Napríklad 42% vodný roztok omietky. Po trepaní sa tento materiál vytvrdne v pokoji za 40 minút a pomalým trepaním za 20 sekúnd.

Malo by sa povedať, že anomália viskozity, ako aj všetky ostatné znaky mechanického správania reologického média, je dôsledkom relaxačného mechanizmu deformácie a že všetky deformačné charakteristiky média môžu byť vypočítané, ak hlavná relaxačná charakteristika média je známe - jeho relaxačné spektrum.

Plastové médium visco. Visco-plastové médium (obr. 2.1, riadok 4 ) Vyznačuje sa napätím limitu. Visco-plastové médium na stres sa chová ako tuhá látka.
S ďalším Tall T začína viskózny (newtonický) prúd.

Takéto správanie kvapalín je vysvetlené skutočnosťou, že sú schopní
na vytvorenie priestorových štruktúr; Na zdôrazňuje, že štruktúra je zachovaná, v budúcnosti je zničená. Po odstránení zaťaženia
V statickej polohe sa obnoví priestorová štruktúra média. Rheologická rovnica visco-plastového média má formu:

(2.5)

kde m je koeficient viskozity plastov.

Porovnanie závislostí (2.2) a (2.5), zavádzame koncepciu zjavnej viskozity:

(2.6)

Pod povahou prietoku do visco-plastových tekutín zahŕňajú vŕtanie škriatok, kal, olejové farby, konzistentné mazivá, pasty atď.

Existujú prípady, keď sa proces prietoku charakterizuje
s anomáliou viskozity (obr. 2.1, poloha označená bodkovanou čiarou). Pre takéto médiá má reologickú rovnicu formu:

(2.7)

V visco-plastových médiách sa realizujú dva typy deformácie - elastický a viskózny prietok.

Visco-elastická tekutina. Visco-elastická tekutina exponáty
Obaja elastická forma reštaurovanie a viskózny prietok. Vyazko-elastický z viskóznych kvapalín sa tiež rozlišuje prítomnosťou reverzibilnej deformácie, majú pamäť.

Aktuálna stránka: 18 (Celkovo kniha 19 strán) [Dostupné výňatky pre čítanie: 13 strán]

111. Reologické vlastnosti voľných dispergovaných systémov

Hlavné faktory definujúce štruktúru a reologické vlastnosti dispergovaného systému sú koncentrácia častíc φ (objemová frakcia) a spárovaný potenciál interakcie častíc. Zriedené agregátne-stabilné dispergované systémy, kde chýbajú častice, sú newtonov, ich viskozita sa vypočíta ich viskozita einsteinová rovnica:

η = η 0 (1 + αφ ).

kde η 0 - Viskozita životného prostredia; α - koeficient rovný 2,5 pre sférické častice počas ich voľného otáčania v prúde.

Reologické vlastnosti Voľné časti Systémy: Viskozita, elasticita, plasticita.

Vytvorené vonkajšou silou F Tangent t. Je úplne na prekonanie trenia medzi vrstvami tekutiny a úmerné rýchlosti posunu - Toto je zákon Newtona:

t. = ηγ

Hodnota η \u003d t / γ (viskozita) Plne charakterizuje reologické vlastnosti tekutiny v laminárnom prietokovom režime.

Viskózne telesá sa líšia od plastu v tom, čo toky pre všetky napätia. Prietok dokonale viskóznych telies je opísaný. newtonova rovnica:

kde f.- Sila viskózneho odporu; h.- Koeficient trenia; u. - lineárny prietok; h.- Súradnica, normálne na prietok.

Všeobecnejšie je vyjadrenie tohto zákona prostredníctvom deformácie posunu. V elastickom tele, práca vonkajšej sily t. Zlečenie vo forme potenciálnej energie elastickej deformácie a vo viskóznom médiu sa úplne zmení na teplo. Časť energie je rozptýlená, t.j. materiál tiež vytvára viskóznu deformáciu rezistenciu. Takéto materiály sa nazývajú viskoelastický. Dôležitou reologickou vlastnosťou viskoelastického média je relaxačný čas elastických deformácií (čas obnovy formulára). Okrem sily viskóznej a elastickej rezistencie na deformáciu, množstvo materiálov, ktoré sú obsiahnuté v schopnosti odolávať silu vonkajšieho (statického) trenia. V rozptýlených a polymérnych materiáloch, takáto sila vzniká súčasne s viskóznou rezistenciou, celková rezistencia je opísaná rovnicou:

t. = T. C +. ηγ .

Hodnota η * = (t - T. z) / γ Nazýva sa plastová viskozita a materiál je plast. Je plne charakterizovaný dvoma reologickými konštantami: t. s I. η * Rozsah t. C sa nazýva limitný napätie posunu (sila výnosu). Správanie plastového materiálu môže opísať Newtonov zákon, kde η - Variabilná hodnota, alebo Swedov-Bingama zákon s dvoma trvalými ( t. s I. η *). Viskozita, na Newton, berie do úvahy všetky rezistencie v závislosti od rýchlosti deformácie. Plastová viskozita berie do úvahy len časť rezistencie.

Kvapaliny a plastové viskózne telá, ktorých trecia sila nie je predmetom Newtonovho zákona, \\ t nazývaný NENGETONOVSKY (abnormálne) kvapaliny. Niektoré z nich sa nazývajú kvapaliny Bingami. Plasticita je najjednoduchšia (v matematických termínoch) prejavovanie vlastností NENGETONU. Prechod z tečenia do plastu a potom nového prietoku sa postupne vyskytuje. Najčastejšie najväčší rozsah šmykových sadzieb (od γ 1 byť γ 2) Falls na graf z plastového prúdu. To určuje praktický význam Swedov-Bingama a reologických konvencií η * I. t. z.

112. Reologické vlastnosti pripojených systémov. Bingama Rovnica

Hlavnou metódou reológie je zváženie mechanických látok na určitých modeloch, ktorých správanie môže byť opísané malým počtom parametrov, v najjednoduchších prípadoch môže byť reológia určená iba jedným parametrom.

Elastické správanie - proces, ktorý môže byť charakterizovaný proporcionalitami stresov a deformácií, t.j., ako keby lineárna závislosť medzi τ a γ . Táto závislosť je vyjadrená zákon guníka. :

τ \u003d gy.,

kde G. - modul pružnosti kabínový chlapec.

Ak ste graficky zobrazovali, podľa nohy, závislosť medzi šmykovým napätím a posunutím môže byť vyjadrená lineárnou závislosťou sklonu uhla sklonu k tomuto priamemu bude elastický modul Jung.

Keď je zaťaženie odstránené, nastáva okamžité obnovenie počiatočných parametrov tela, distribúcia energie sa vyskytuje počas procesov nakladania a vyloženia tela. Proces elastického správania môže byť zvláštny len pevnými telesami.

Povaha tohto fenoménu môže byť v kontakte s malými deformáciami. Elastický modul môže závisieť od povahy interakcie v pevnej látke a je veľmi veľké množstvo. Telo sa môže usilovať o obnovu s tepelným pohybom, ktorý porušuje túto orientáciu.

Elastický modul závisí aj od teploty a môže mať malé množstvo. Môžu sa stanoviť elastická deformácia pre tuhé telesá, môže sa nastať na určitú hodnotu, nad ktorou je zničenie tela. Tento typ napätia pre krehké telá charakterizuje silu.

Viskózne správanie (alebo viskózny prietok), ktorý môže byť charakterizovaný proporcionalitami namáhaní a rýchlosť deformačných procesov, sa nazýva NEWTONOVÝ PRÁVO:

t. = ηγ 1 ,

kde t. - Shift napätie; h.- Viskozita.

Po ukončení nárazu šmykového stresu sa bývalá forma tela už nemôže obnoviť. Takýto viskózny kurz môže byť sprevádzaný disperziou energie, t.j. energie, ktorá je rozptýlená v objeme tela. Viskózny prietok je spojený s prenosom hmoty pri výmene miest medzi atómami alebo molekulami s ich tepelným pohybom.

Použité potenciálne napätie môže znížiť energetickú bariéru pohybu častíc v jednom smere a zvýšenie alebo zníženie druhého. Dá sa predpokladať, že proces viskózneho prietoku je teplota aktivovaný a viskozita bude závisieť od teploty exponenciálne.

Plastový Môže byť nelineárne správanie. S takýmto fenoménom neexistuje žiadna závislosť a proporcionalita medzi rôznymi vplyvmi, mnohými typmi deformácie. Plasticita je kombináciou oboch procesov dislokácie a prestávku a reštrukturalizáciu väzieb medzi atómami. Plastové teleso po odstránení napätia šetrí akýkoľvek tvar, ktorý bol uvedený v procese.

Bingama Rovnica:

Rýchlosť deformácie, ktorá je opísaná Bingamovou rovnicou, by mala byť úmerná rozdielu a pôsobiacemu napätiu a napätiu limitu. Rovnica je navyše založená na kombinácii dvoch najjednoduchších prvkov reológie - paralelného spojenia viskózneho prvku a pendánskeho prvku suchého trenia.

113. Skutočná metóda štúdia dispergovaných systémov. Základné koncepty a ideálne zákony reológie

Rúk - komplex vedomostí a konceptov, formulovanie zákonov a pravidiel na určenie správania pevných a tekutých telies. Hlavnou metódou, že reológia používa, je zváženie mechanických vlastností materiálov na určitých modeloch, ktoré sú opísané malým počtom parametrov.

Elastická deformácia Opísané dungálnym zákonom:

τ \u003d gy.,

kde t. - Shift napätie; G. - Shift Module (N / M 2); γ - Relatívna deformácia posunu.

Povaha elasticity každého tela spočíva v reverzibilite malých deformácií, spojenia medzi atómami. Elastický modul môže byť určený povahou interakcií v tuhom a prakticky nezávisí od zvýšenia teploty. Elastický modul môže byť považovaný za určitú dvojité hodnoty elastickej energie, ktorá sa zintenzívni jednotkou objemu s jednou deformáciou. Elastická deformácia tela sa môže vyskytnúť na určitú hranicu, po ktorej dochádza k zničeniu krehkých telies.

Silový - majetok materiálu odoláva vonkajším vplyvom v rámci pôsobenia externého napätia.

Viskozita Popisuje Newtonov zákon:

t. = ηγ ,

kde h.- Viskozita (N / M 2) - Parameter, ktorý sa vyznačuje rýchlosťou proporcionálneho napätia a deformácie, môže tiež závisieť od rýchlosti posunu.

Viskozita polymérnych materiálov môže byť sprevádzaná rozptýlením energie, t.j. stav, keď všetky vylučované energie môžu ísť na teplo. Viskozita je proces, ktorý je tepelne aktivovaný a viskozita má exponenciálnu závislosť na teplote.

Plastový Je to nelineárny prvok, existuje absencia medzi vplyvmi a rôznymi deformáciami. Plasticita materiálu bude určená procesmi medzery a reštrukturalizáciou interatomických väzieb, pre ktoré je možné dislokáciu.

Vnútorné napätie - paralelná kombinácia elastického prvku a trenia suchého.

Deformácia - relatívne posunutie v čase niektorých bodov systému systému, pri ktorom neexistuje zmena kontinuity materiálu.

Plastická deformácia - Deformácia, pri ktorej sa zničenie materiálu nevyskytuje.

Elastická deformácia - Deformácia, na ktorej je po odstránení určitého zaťaženia kompletné obnovenie tela.

Modelovanie sa musí vykonať pomocou skutočných rôznych modelov tel. Pri použití modelového prístupu sa plné zaťaženie padá na každý prvok, a preto bude úplná deformácia systému alebo rýchlosť deformácie zložená zo všetkých typov deformácií pôsobiacich na tele, a rýchlosť všetkých prvkov nútiť systém. Ak zvážime paralelné pripojenie deformačných a rýchlostných prvkov, budú rovnaké pre všetky prvky, a celý zostávajúci systém zaťaženie bude zložený z nákladov všetkých kombinovaných prvkov. Ak používate pravidlá postupnej a paralelnej deformácie, môžete jednoducho použiť rôzne reologické modely. Ak rozšírite schopnosti charakteristík kvantitatívnych vlastností reálnych tiel, môžete použiť niekoľko ideálnych modelov. Bolo prijaté, že neexistuje žiadny rozdiel medzi reologickými vlastnosťami reálnych tekutín, ako aj pevných telies. To možno vysvetliť tým, že tieto systémy sú kondenzované stavy látky.

114. Rheologické modely

Existujú tri hlavné prípady mechanického správania:

1) elasticita;

2) Viskozita;

3) plasticita.

Kombinácia týchto procesov a reologických modelov procesov, môžete získať zložitejšie modely, ktoré opisujú reologické vlastnosti rôznych systémov.

Vo všetkých prípadoch sa každá kombinácia zváži v určitom spôsobe deformácie charakteristického pre tento fenomén, v ktorom sa vlastnosti modelov objavia v porovnaní s vlastnosťami jeho prvkov.

1. MAXWELL MODEL - sekvenčná zlúčenina elasticity a viskozity. Sekvenčné spojenie takýchto prvkov môže znamenať tretím zákonom Newtona, ktorý rovnaké sily budú konať na oboch zložkách modelu (napätie Shift τ ) a deformácie pružnosti ( γ G) a viskozitu ( γ η ) Môže byť zložený:

γ = γ G. + γ ?,

kde g.- všeobecná deformácia.

V tomto modeli je možná rýchla deformácia pre určitú hodnotu a udržiavať ho na konštantnej úrovni. Vo vysokom časovom horizonte môže byť tento typ systému v blízkosti nehnuteľnosti na kvapalinu, ale keď sa aplikuje posuvné napätie, systém sa môže správať ako elastická pevná látka.

2. Model Kelvin - paralelná zlúčenina pružnosti a viskozity. V takomto modeli deformácie oboch prvkov môže byť rovnaký a posuvné napätie bude zhrnuté. S neustálym vystavením napätiu sa model Kelvin chová inak. Viskózny prvok si nemôže dovoliť, aby sa implementoval okamžite deformovanie elastického prvku. Potom sa všeobecná deformácia môže postupne vyvíjať v čase:

Táto rovnica zodpovedá postupnému spomaľovaniu deformácie. Odstránenie všeobecného napätia dochádza v dôsledku energie akumulovanej elastickým prvkom, proces deformácie elastického telesa sa vyskytuje a disperzia energie sa vyskytuje na viskóznom prvku. Príklad takýchto modelov: útlm kmitania, primárne mechanické v kaučuku.

3. Zadanie systému nelineárnej položky. Získa sa model, ktorý opisuje výskyt vnútorného napätia paralelnou kombináciou elastického prvku a suchého trenia. Ak systémové napätie presahuje pevnosť výťažok, potom sa vyskytne deformácia, ktorá môže byť spôsobená akumuláciou energie elastického prvku.

4. Model Bingama - paralelné pripojenie viskózneho nováčikového prvku a suchého prívesného trecieho prvku. Vzhľadom k tomu, že prvky sú rovnaké, potom ich deformácie budú tiež rovnaké a napätie budú zložené. Napätie na prvenstve Coulombom okrem toho nemôže prekročiť limitnú hodnotu napätia posunu.

Z toho vyplýva, že rýchlosť deformácie, ktorá je opísaná viskóznym prvkom, by mala byť úmerná rozdielu v aktívnom napätí a limitu namáhania posunu.

V prípade komplikácií reologických modelov je matematické prístroje deformačných popisov komplikované, takže všetky druhy stresov sa snažia znížiť jednoduchšie modely. Jednou zo spôsobov uľahčenia takýchto úloh je použitie tzv. Elektromechanické analógie, t.j. získavanie reologických modelov s elektrickými obvodmi.

115. Klasifikácia dispergovaných systémov. Kvapaliny Newtonian a Nengetone. Pseudoplastické, ditatantum kvapaliny a terénne telesá v tvare pevnej látky

Je známe, že existuje mnoho typov štrukturálnych a mechanických vlastností, ktoré môžu odrážať všetky rôzne prírodné aj syntetické telá. Mnohé systémy sú dispergované fázy, ktoré majú na druhej strane mnoho rôznych kombinácií fáz, ktoré sa líšia v oboch prírody, ako aj agregovaný stav a veľkosť častíc. Štrukturálne a mechanické vlastnosti mnohých dispergovaných systémov sú kontinuálne a nekonečné riadky, ktoré zahŕňajú staré aj nové pri zvažovaní systému. Štúdie v oblasti konštrukčných a mechanických vlastností P. A. Povrch ktoré navrhli deliace látky na kondenzáciu a kryštalizované a koagulačné štruktúry. Kondenzačná tvorba konštrukcie sa môže vyskytnúť s priamou chemickou interakciou medzi časticami a keď sú vylúčené pred vytvorením tuhej štruktúry, ktorá má veľký objem. Ak sú častice, ktoré sa zúčastňujú na tomto spôsobe amorfné, potom sú štruktúry, ktoré sú vytvorené v dispergovaných systémoch obvyklé, aby sa nazývali kondenzáciou, ak sú kryštály zahrnuté, výsledné štruktúry sa kryštalizujú. Štruktúra typu kryštalizácie kondenzácie môže byť charakteristická pre dispergované systémy súvisiaceho typu, t.j. systémy s pevným dispergovaným médiom. Použitie takýchto štruktúr poskytuje produkty sily, krehkosť, ale po zničení nie sú obnovené. Koagulácia môže byť tie štruktúry, ktoré sú schopné tvoriť len počas koagulácie. Pri tvorbe takýchto konštrukcií sa interakcia medzi štruktúrami môže uskutočňovať cez všetky vrstvy disperznej fázy a sú sily Vanderwals, použitie takýchto štruktúr nemôže viesť k stabilite štruktúry. Mechanické vlastnosti takýchto štruktúr sa určujú nielen vlastnosťami častíc, z ktorých systém spočíva, ale závisí od povahy odkazov a medzivrstva medzi médiami. Štruktúra typu koagulácie má kvapalné prostredie, pre takéto systémy je dôležité obnoviť systém po jeho zničení. V praktickom použití sú samotné aj iné materiály charakteristické pre kompozíciu aj jednotnosť materiálu a v procese technológie sú procesy tvorby regulované.

Systémy v tvare kvapaliny sú rozdelené do dvoch typov:

1) Newtonian;

2) Nenyutonovsky.

Newtonovský Systémy sa nazývajú, viskozita, v ktorej nezávisí od napätia vyplývajúceho zo zmeny, a môže byť konštantnou hodnotou. Tieto kvapaliny sú rozdelené do dvoch typov: stacionárny (Pre takéto systémy, reologické vlastnosti sa časom nezmenia) nestály, ktorých reologické charakteristiky sú určené dočasným rámcom.

NENGETONOVSKY Sú nazývané systémy, ktoré nemajú zákon Newtona a viskozita v takýchto systémoch závisí od stresu zmeny.

Dilatant kvapaliny - Systémy, ktoré sa nachádzajú veľké množstvo pevnej fázy, v nich sa chaotický pohyb molekúl vedie k zníženiu viskozity v dôsledku non-objednávania. S nárastom zaťaženia takýchto systémov môže byť poškodený hustý balenie častíc, objem systému sa môže zvýšiť, čo viedlo k zvýšeniu viskozity v systéme.

Pseudooplastické kvapaliny - Systémy, pre ktoré sa znižuje newtonovská viskozita, sa vyznačuje zvýšením rýchlosti deformácie celého posunu.

116. Viskozita kvapalných agregátov-stabilných dispergovaných systémov

Základy tejto teórie boli položené A. Einstein, ktorý sa angažoval do štúdie o zriedených suspenziách. A. Einstein študoval hydrodynamické rovnice pre všetky pevné častice, ktoré majú sférický tvar, ktorý môže získať ďalší rotačný pohyb. Rozptyl, ku ktorému došlo, bola príčinou viskozity vzostupnú. A. Einstein odstránil rovnicu, ktorá viaže viskozitu systému η a objemovú frakciu dispergovanej fázy φ :

η = η 0 (1+ 2,5φ ).

Pri výkone rovnice sa predpokladalo, že systém sa nesmie zmenšiť, medzi časticami a kvapalinou nie je žiadny sklz. Experimenty, ktoré A. Einstein strávil mnohokrát potvrdili svoje predpoklady, zistili, že koeficient, ktorý je pod parametrom frakcie dispergovanej fázy závisí len na tvare častíc.

Z teórie A. Einstein je možné vyvodiť závery, že zriedené a stabilné systémy sú newtonové kvapaliny, ich viskozita lineárne závisí od objemovej frakcie dispergovanej fázy a nezávisí od disperzie. Parameter 2.5, spravidla, viac pre niektoré častice. To je vysvetlené skutočnosťou, že otáčanie nekonfigurovanej častice presahuje objem samotného častíc. Táto častica má veľký odpor, ktorý môže zvýšiť viskozitu systému. Ak dôjde k významným odchýlkam od sférického tvaru, systém sa môže zmeniť na tekutinu, ktorá nie je migon, ktorej viskozita závisí od stresu posunu.

Einsteinová rovnica neberie do úvahy prítomnosť povrchových vrstiev (adsorpcia, solvát) v časticiach. Môže sa vyskytnúť zvýšenie viskozity v dôsledku prítomnosti takýchto vrstiev. Povrchové vrstvy nemenia tvar častíc, ich vplyv sa berie do úvahy so zvýšením objemového frakcie fázy. Ďalej táto teória bola doplnená mestom Staudinger, ktorý ho použil na opis viskozity riešení zriedených polymérov. Staudinger Rovnica:

η Ud \u003d. KMC.,

kde Na - konštantná charakterizácia polyméru; M. - Hmotnosť polyméru; z - hmotnostná koncentrácia polyméru.

Staudinger navrhol, že pri predĺžení polymérneho reťazca zvyšuje jeho objem otáčania a zvyšuje viskozitu roztoku v rovnakej koncentrácii. Viskozita rovnice nezávisí od koncentrácie roztoku polyméru a môže byť úmerná jeho molekulovej hmotnosti. Rovnica získaná mestom Staudinger sa používa na určenie molekulovej hmotnosti polyméru. Táto rovnica môže byť pravdivá len pre riešenia polymérov v krátkom aj tvrdom reťazcoch a zároveň zachovať ich formu. Ale najčastejšie používaná rovnica na určenie hmotnosti polyméru je rovnica Marka Kuna-Hauvinka:

{η } = Km. α ,

kde α Je to charakteristika, ktorá je schopná odrážať tvar a hustotu makromolekuly, hodnoty tejto hodnoty neprekročia jednotky.

Z rovnice vyplýva, že čím vyššie je napätie v systéme, tým väčšia miera existuje rozvíjanie molekúl polymérov a menej ich viskozity sa stáva. Je to spôsobené zvýšením stupňa disociácie polymérnych materiálov pri zriedení, čo zvyšuje zvýšenie náboja molekuly a zvyšuje jeho objem. V roztokoch akýchkoľvek polymérov môže intermolekulárna interakcia viesť k prudkému zvýšeniu viskozity systému, v rovnakom čase, viskozita môže byť určená účinným objemom častíc, ktorý je na jednotkovú hmotu polyméru. To platí pre všetky polymérne materiály, pre ktoré môžete definovať viskozitu systému.

117. Úplná reologická krivka dispergovaných systémov s koagulačnou štruktúrou

Viskozita sa mení ostro pripojených systémov, ktoré majú koagulačnú štruktúru. S týmto vyšetrením použite celý rad hodnôt medzi dvoma extrémnymi stavmi systému: s nezničiteľným alebo úplne zničeným systémom. Pri posudzovaní aplikovaného posuvného napätia sa reologické vlastnosti takýchto systémov zmení vo veľmi širokom rozmedzí až po newtonovské kvapaliny. Takáto závislosť reologických vlastností z koagulácie môže byť reprezentovaná ako reologická krivka.

Reologická krivka Je to závislosť obmedzovacej deformácie z napätia smeru.

V štúdii relaxačných vlastností sa zistilo, že pri nízkom strihu vyskytne sa elastický vplyv, ktorý je spojený so vzájomnou orientáciou častíc, pre nich charakterizuje tepelným pohybom. Hodnoty vysokej viskozity môžu byť spôsobené prietokom disperzného média z buniek, ktoré sú redukované vo veľkosti, do susedných buniek cez úzke priechody a so sklíčkami častíc navzájom.

Keď sa určitá hodnota limitného stresu posunu môže objaviť oblasť pomalého, ale viskoplastického prietoku alebo, ako to hovoria, creep.

1. V tejto oblasti sa vyskytne zmena, ktorá sa vykonáva počas výkyvov a je zničená, ale môže byť získaná pod pôsobením napätia aplikovaných zvonku. Zároveň sú všetky častice kombinované do jednej koagulačnej štruktúry, ktorá zažíva výkyvy na ich polohe v kontaktoch.

2. V tejto oblasti sa vyskytne systém tečenia, ktorý môže byť opísaný reologickým modelom viskoplastického prietoku s malým limitným napätím šmyku a dostatočne vysokú viskozitu.

3. V treťom úseku krivky sa vytvorí oblasť prúdenia intenzívne zničenej štruktúry. Táto stránka môže byť opísaná pri používaní modelu Bingama.

4. V tomto štádiu dochádzajú vlastnosti nováčikovej tekutiny, ktorej viskozita sa zvyšuje. S ďalším zvýšením napätia sa môže vyskytnúť odchýlka na newtonovej rovnici, ktorá je spojená s fenoménom turbulencie.

Reologické vlastnosti systému sa môžu líšiť, keď sú vystavené vibráciám. Pri analýze reologickej krivky je možné dospieť k záveru, že aj veľmi zložité mechanické správanie systému možno rozdeliť do niekoľkých jednoduchých sekcií, ktoré budú určené jednoduchým modelom.

Na dosiahnutie rovnováhy medzi procesmi zničenia a obnovenia kontaktov je potrebné dostatok dlhej deformácie systému pri konštantnej rýchlosti, ktorá nie je vždy možná pri vykonávaní praktickej práce.

Ale súčasne, rôzne fenomén na molekulárne mechanizmus, ako je tečenie a viskozický prietok, môže byť opísaný rovnakým modelom, ale s rôznymi parametrami. Rheologické charakteristiky dispergovaných systémov sa dá dôrazne zmeniť, keď je vibračné pole vystavené.

Vibrácie môže viesť k zničeniu kontaktov medzi časticami, čo vedie k riedenie systému pri veľmi nízkych strihových namáhaní. Rheologická krivka v modernej technike pri použití efektov vibrácií vám umožní vidieť, ako môžete ovládať rôzne vlastnosti dispergovaných systémov, ako sú suspenzie, rôzne pasty alebo prášky.

Zvážte najjednoduchšie reologické nehnuteľnosti - elasticita, plasticita a viskozita troch tzv. Ideálnych telies. V reológii sú ideálne telá zvyk, nazývané mená vedcov, ktorí ich prvýkrát predstavili)