29 ноября, 2012 
admin Кривые течения для различных относящихся к этой группе неньютоновских жидкостей показаны на рис. 1-5.
Вингамовские пластичные жидкости. Эти жидкости имеют предел текучести т0, ниже которого они ведут себя как твердые тела, т. е. не текут. При более высоких напряжениях сдвига т>>т0 они начинают течь, подчиняясь прямолинейной зависимости
|
|
(1-63)
И ведут себя как ньютоновские жидкости. Коэффициент цр является величиной, аналогичной вязкости ньютоновской жидкости, и носит название пластической вязкости. Такое поведение бингамовских жидкостей объясняется тем, что в состоянии покоя они имеют жесткую трехмерную структуру (рис. 1-6), разрушающуюся лишь после превышения напряжения сдвига т0. В качестве примера жидкостей, которые приближенно ведут себя как бнпгамовскпе х, можно назвать буровую грязь, масляные краски и некоторые отстойные осадки.
Псевдопластичные жидкости. Большинство неньютоновских жидкостей можно причислить к группе псевдопластичных жидкостей. Сюда относятся растворы полимеров, латексы, некоторые взвеси твердых тел в жидкостях и т. д. Кривая течения псевдопластичпой жидкости с возрастанием скорости сдвига уменьшает наклон, так что при очень высоких значениях dw/dx она становится прямой линией. Это предельное значение наклона кривой течения получило название вязкости при бесконечном сдвиге и было обозначено г}^.
Кривую течения для таких жидкостей можно описать уравнением Оствальда [44], выражающим так называемый реологический степенной закон:
|
|
Где т — показатель текучести, являющийся мерой отклонения данной жидкости от ньютоновской (т 1 соответствует ньютоновской
1 В действительности не существует жидкостей, которые бы полностью удовлетворяли уравнению (1-63).
Жидкости); к — показатель консистенции (постоянная Оствальда), являющийся мерой вязкости жидкости (чем больше к, тем больше вязкость жидкости).
Сравнивая зависимости (1-64) и (1-63), можно рассчитать кажущуюся вязкость т]а — величину, аналогичную вязкости г) в уравнении Ньютона (1-56)
K( dw т-ъ ( dw
Откуда
, ( Dw т-1
Для псевдопластичных жидкостей т <; 1, поэтому с увеличением Dw/dx кажущаяся вязкость уменьшается.
|
Рис. 1-5. Кривые течения неньютоновских жидкостей с реологическими свойствами, не меняющимися во времени: |
|
Такое поведение псевдопластичных жидкостей объясняется тем, что по мере возрастания скорости tu-а2=- rip; tg а3=лет. " ‘ " сдвига асимметричные молекулы Подвергаются упорядочению (располагаются по более длинной оси в направлении течения потока), что снижает напряжения сдвига, а тем самым и кажущуюся вязкость. При больших значениях dw/dx дальнейший процесс упорядочения прекращается и кривая течения переходит в прямую. Жидкости с обратной пластичностью (склонные к затвердеванию). Закон течения этих жидкостей чаще всего соответствует степенному закону (1-64), причем т^>1. Кажущаяся вязкость таких жидкостей, согласно уравнению (1-65), будет возрастать с увеличением скорости сдвига. Для объяснения такого поведения жидкостей с обратной пластичностью принимают, что в системе в состоянии |
|
1 — ньютоновская жидкость; 2 — бинга — мовскня пластичная жидкость; 3 — псев — доиластпчная жидкость; 4 — жидкость С обратной пластичностью; tK а, = гу, |
Покоя находится только то количество жидкости, которое требуется для заполнения пространств между жесткими молекулами. При небольших скоростях сдвига жидкость выполняет роль смазки для жестких молекул и ведет себя как ньютоновская. При более высоких скоростях сдвига увеличивается трение между молекулами (напряжение сдвига), что приводит к повышению кажущейся вязкости жидкости. Одновременно происходит расширение жидкости (дила — тантность), поэтому такие жидкости получили название дилатант — ных. Это название привилось несмотря на то, что не все жидкости с обратной пластичностью обладают способностью расширяться. Примерами жидкости с обратной пластичностью могут служить концентрированные взвеси крахмала, кремня, песка.
Опубликовано в рубрике 