Кривые течения вязкопластичных жидкостей

Идеальное (бингамовское) вязкопластичное течение представлено на рис. 8.6, а.

Рис. 8.6Примеры простейших «кривых течения»
вязкопластичных жидкостей:

а – идеальное (бингамовское) вязкопластичное течение;

б – нелинейно вязкопластичное (небингамовское) течение

В идеальной (бингамовской) системе (см. рис. 8.6, а) течение отсутствует, если напряжение сдвига в рассматриваемой точке ниже предела текучести, т.е. 0 при t < τ₀. При τ < τ₀ среда деформируется как упругое тело, но не течет. При τ > τ₀ приращение скорости сдвига пропорционально приросту напряжения сдвига (τ – τ₀), т.е.

, (8.23)

или

, (8.24)

где коэффициент пластической вязкости.

Формулы (8.23) и (8.24) представляют собой аналитическое выражение закона течения нелинейно вязкопластичных бингамовских жидкостей.

На рис. 8.6, б изображена кривая течения реальной нелинейно вязкопластичной (небингамовской) жидкости. Для таких жидкостей специалистами-реологами предложены три возможных варианта определения предела текучести [33]:

- теоретический предел текучести идеальной среды Бингама (в этом случае величина определяется как точка пересечения продолжения прямолинейной части кривой течения с осью );

- статическое напряжение сдвига , после превышения которого фактически начинает развиваться течение;

- предельное напряжение сдвига , начиная с которого устанавливается линейная зависимость приращения скорости сдвига от приращения напряжения сдвига (величина на практике применяется редко [33]).

8.2.1.1.2Коэффициент пластической вязкости жидкости

При одноосном сдвиговом течении коэффициент пластической вязкости можно определить (по аналогии с коэффициентом динамической вязкости ньютоновских жидкостей), как частное от деления разности (между напряжением сдвига и пределом текучести ) на скорость сдвига , т.е.

.

Высококонцентрированные дисперсии пигментов, в частности защитные и типографические краски, являются примером вязкопластичных сред (в большинстве своем небингамовских). Другими примерами вязкопластичных сред могут служить буровые и промывные жидкости, пульпы, пасты, строительные растворы, пищевые, кондитерские и фармацевтические массы, кровь и т.п.