Кажущаяся вязкость жидкости

С формальной точки зрения жидкостям, имеющим ненулевой предел текучести, можно приписать кажущуюся вязкость, отличающуюся от пластической вязкости. Во многих работах оперируют с – кажущейся «пуазейлевской» вязкостью среды (тела) Шведова-Бенгама:

. (8.25)

Из определения (8.25) и рис. 8.7, а видно, что величины и сильно различаются между собой при малых и умеренных значениях скорости сдвига (особенно в случае больших значений ).

Из рис. 8.7, а следует, что при 0 получается нереальное значение кажущейся вязкости . При ¥ величина кажущейся вязкости стремится к значению пластической вязкости .

Еще в 1889 году Ф.И. Шведов исследовал поведение разбавленных золей желатины с использованием ротационного соосно-цилиндрического измерительного устройства и впервые установил [33] наличие у этих растворов (наряду с текучестью) «твердообразных», т.е. пластических свойств.

Бингам и его коллега Грин только в 1919 году обнаружили такое же сочетание пластичности и вязкости у масляных красок, ранее считавшихся ньютоновскими жидкостями. Однако, практический опыт работы с масляными красками опровергает возможность описания их кривой течения законом Ньютона (8.3). Если бы краски были чистовязкими ньютоновскими жидкостями, то, после нанесения этих красок на вертикальную стену, через какое-то время они обязательно должны были бы стечь с этой стены вниз. Следовательно, остающийся на поверхности вертикальной стены слой краски свидетельствует о наличии у краски свойств твердого тела.

Рис. 8.7 Течение вязкопластичной жидкости Шведова-Бингама:

а – к определению кажущейся вязкости m _а по кривой течения среды
Шведова-Бингама; б – характер течения среды Шведова-Бингама
в круглой трубе с внутренним радиусом R

В результате многочисленных экспериментальных и теоретических исследований было обосновано широко распространенное уравнение реологического состояния [33]

(8.24а)

являющееся обобщением зависимостей (8.23) и (8.24). Функция в записи (8.24а) означает, что знаки и обязательно должны быть одинаковыми [33].