![]() |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
|
Большая часть опубликованных до настоящего времени работ по неньютоновским жидкостям либо полностью, либо частично (как, например, в моделях Эллиса, де Хавена, Бриана, Сиско, Балкли-Гершена, приведенных ниже) опираются на степенное реологическое уравнение состояния (модель) в виде соотношения
, (8.27)
где k – мера консистенции жидкости (чем меньше текучесть, тем больше k); показатель степени, часто называемый индексом течения (характеризует степень отклонения кривой течения неньютоновской среды от «кривой течения» (8.3) ньютоновской жидкости).
Степенной закон (8.27) впервые был предложен Оствальдом, а затем усовершенствован Рейнером [33]. Чем сильнее индекс течения отличается от единицы, тем отчетливее проявляется нелинейность кривой течения.
Степенной закон Оствальда-Рейнера (8.27) можно преобразовать к виду
(8.27а)
где кажущаяся квазиньютоновская вязкость, которую для случая одноосного сдвигового течения можно выразить соотношением
. (8.28)
На рис. 8.8 приведены графические иллюстрации закономерностей течения неньютоновских жидкостей, подчиняющихся степенному закону (8.27). Представленная на рис. 8.8, а кривые течения (для значений индекса течения как , так и
) построены с использованием модели (8.27), а зависимости кажущейся вязкости
от скорости сдвига
, представленные на рис. 8.8, б, построены по соотношению (8.28).
Из рис. 8.8, б, построенного на основании зависимости (8.28), видно, что при величина кажущейся квазиньютоновской вязкости жидкости
(8.28а)
убывает с ростом скорости сдвига , так как в числителе формулы (8.28а) показатель степени
, а в знаменателе последнего выражения показатель степени
. Причем, текучесть такой жидкости (при
) возрастает при увеличении скорости сдвига
. Такое поведение (снижение кажущейся вязкости
при возрастании скорости сдвига
) характерно для псевдопластичных жидкостей.
При степенной закон (8.27) переходит в закон (8.3) течения ньютоновских жидкостей, для которых характерно постоянство кажущейся вязкости
(совпадающей при
с динамической вязкостью
) и ее независимость от скорости сдвига
. Обычная вода является примером жидкости, течение которой описывается степенным законом (8.27) при
. Если воду нанести кистью на поверхность вертикальной стены, то через некоторое время почти вся вода стечет вниз, так как динамическая вязкость воды
.
Рис. 8.8 Графическое представление закономерностей течения
неньютоновских «степенных» жидкостей:
а – в виде кривых течения ; б – в виде зависимости кажущейся
квазиньютоновской вязкости от скорости сдвига
На рис. 8.8, б также на основании соотношения (8.28) построены зависимости кажущейся квазиньютоновской вязкости от скорости сдвига для случаев, когда индекс течения
. Видно, что в случае
кажущаяся вязкость
(8.28b)
возрастает при увеличении скорости сдвига , так как величина показателя степени в соотношении (8.28b) в рассматриваемом случае (n > 1) больше нуля
. Такие «загустевающие» жидкости называются дилатантными, а эффект возрастания кажущейся вязкости
с ростом скорости сдвига называют дилатансией. Дилатансия характерна для немногих веществ. Дилатантные свойства проявляют [33] грубодисперсные и высококонцентрированные суспензии, образованные твердыми частицами неправильной формы (водные суспензии порошков двуокиси титана, слюды, крахмала, а также мокрый речной песок).
Дата публикования: 2015-01-23; Прочитано: 896 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!