ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы О явлении эластической турбулентности при движении упругих жидкостей из "Ротационные приборы Измерение вязкости и физико-механических характеристик материалов " Деформирование полимерных систем при повышенных скоростях деформации сопровождается рядом специфических явлений, отсутствующих у ньютоновских жидкостей. К их числу относится так называемое явление разрушения расплава или эластической турбулентности . В литературе это явление описывается главным образом применительно к течению упругих жидкостей в капиллярах, но оно имеет очень важное значение и для ротационных приборов. В случае течения упругих жидкостей в капиллярах при некотором критическом значении параметров, определяющих процесс деформирования, первоначально гладкая струя полимера начинает искажаться, на ней появляются регулярные или иррегулярные возмущения. При очень больших скоростях полимерные струи могут даже распадаться на отдельные зерна, а в некоторых случаях при очень больших скоростях деформаций струя снова оказывается гладкой. [c.34] Существующие экспериментальные данные создают впечатление, что в основе наблюдаемого явления могут лежать четыре основных механизма проскальзывание материала у стенок разрушение упругих жидкостей и образование в них трещин упругая гидродинамическая неустойчивость структурная неустойчивость, обусловленная аномалией вязкости в зависимости от деформированного состояния материала и от температуры. Рассмотрим коротко эти механизмы. [c.34] Ряд экспериментов свидетельствует о том, что при превышении некоторого критического напряжения сдвига наблюдается проскальзывание материала у твердых стенок. Это явление теоретически рассмотрено в работах [1], [29]. В работе [29] методом малых возмущений исследовалась задача о двумерной неустойчивости течений Куэтта и Пуазейля в случае вязкой и аномальновязкой неупругой жидкостей. [c.34] При этом принималось, что скоростная характеристика трения скольжения имеет падающий участок и проходит через максимум. В работе показано, что на падающем участке скоростной характеристики трения возникает неустойчивый режим течения. Как было показано в работе [1 ], такого рода неустойчивость приводит к возникновению релаксационных автоколебаний при течении жидкостей. [c.34] В ряде работ высказываются мнения и приводятся факты, что наступление неустойчивого режима течения обусловлено специфической упругой гидродинамической неустойчивостью при движении упругих жидкостей (возникновение нарастающих возмущений внутри потока). В работе [17] наблюдалось беспорядочное движение окрашенной струйки полимера, вводившейся в центральную область течения. В работе [6] методом размерностного анализа был введен критерий наступления рассматриваемой неустойчивости Re, = 0Y (0 — время релаксации, у — скорость сдвига), названный эластическим критерием Рейнольдса, который представляет собой меру отношения упругих и вязких сил в потоке упруго-вязкой жидкости. Анализ многочисленных экспериментальных данных показал применимость этого критерия и его приблизительное постоянство для полимерных жидкостей различной природы. В работе [3] теоретически показано существование упругой двумерной неустойчивости в куэттовском потоке максвелловской жидкости с учетом больших упругих деформаций, накопленных в процессе течения. [c.35] Можно также предположить, что наличие аномальных вязкостных свойств (в частности, резкая зависимость вязкости от градиента скорости и от температуры), обусловленное происходящими в процессе течения структурными перестройками, может служить причиной возникновения рассматриваемого явления [281. [c.35] В ротационных приборах эластическая турбулентность может проявляться в возникновении регулярных или нерегулярных колебаний на нисходящей ветви кривой напряжение — время, что часто может сопровождаться полным или частичным нарушением прилипания материала к измерительной поверхности. Последнее может легко наблюдаться после остановки прибора и отделения испытуемого материала от стенки прибора. [c.35] В заключение приходится отметить, что до сих пор не созданы частные теории, описывающие каждый из рассмотренных механизмов наступления явления эластической турбулентности , не ясно, какой из этих механизмов является первичным, вызывающим наступление явления. Однако появление большого числа работ, посвященных этому явлению, указывая на его большое значение, предполагает быстрый прогресс в данной области. [c.35] Вернуться к основной статье