ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Упругое восстановление из "Эластичные жидкости " МНОГИМ растворам и расплавам полимеров. Оно положено в основу процессов производства искусственных текстильных волокон. Упомянутый выше раствор А можно очень легко вытянуть в жидкие нити длиной несколько десятков сантиметров при миллиметровом поперечнике. Жидкость С лишена такого свойства. Раствор А должен, по-видимому, обладать каким-то реологическим качеством, которое при простом удлинении обеспечивает стабильность по отношению к малым локальным изменениям диаметра, возникающим при вытягивании жидкого волокна. Нужно допустить отсутствие такого качества у ньютоновской жидкости. В первом приближении напряжение можно считать одинаковым вдоль длины вытягиваемого волокна. Тогда локальное уменьшение диаметра приводило бы к возрастанию растягивающего напряжения и продольной скорости, а это в свою очередь вело бы к еще большему уменьшению диаметра в области сужения по сравнению с областями, где диаметр больше. [c.293] Систему соосных цилиндров можно использовать для определения величины разности нормальных компонент напряжения в сдвиговом течении. Измерения (например, разностей давлений, действующих на каждый цилиндр) необходимо проводить в точках, достаточно удаленных от верхней (и нижней) границ жидкости. Тогда можно пренебречь возмущениями, обусловленными эффектом выталкивания стержня (поднятия жидкости на валу) или наличия горизонтальной жесткой пластины, закрывающей дно зазора между двумя цилиндрами. С другой стороны, возможно, будет полезным представить себе гипотетический эксперимент, где подъем уровня жидкости ограничен горизонтальной, лишенной трения жесткой пластиной, которая, позволяя осуществить требуемое состояние сдвигового течения, препятствует поднятию жидкости около внутреннего цилиндра. Неодинаковость нормальных компонент напряжения, а также искривленность сдвигающих поверхностей вместе являются причиной эффекта всплывания при отсутствии горизонтальной пластины. Эти же факторы создают неоднородное распределение давления вдоль поверхности горизонтальной пластины, причем давление будет больше вблизи внутреннего цилиндра. Соотношение между градиентом давления и разностями нормальных компонент напряжения дается зависимостью (9.18). [c.295] Концентрические цилиндры можно заменить вращающимися относительно друг друга горизонтальными параллельными пластинами, в зазоре между которыми находится изучаемая жидкость, и измерить радиальное распределение давления на любой пластине. Правда, такая замена приводит к другому состоянию течения. [c.295] Распределение давления, возникающего при сдвиговом течении жидкостей В и С между неподвижной верхней пластиной (с капилляр-HHiMH трубками) и вращающейся параллельной нижней пластиной (на фото не видна). Уровень давления произволен (зависит от атмосферного давления и может поэтому смещаться вверх или вниз в зависимости от барометрических условий). [c.296] Распределения давления в системе параллельных пластин для раствора В и жидкости С показаны на рис. 10.4. Помимо слабой асимметрии (возможно, из-за недостаточной параллельности или неплоскостности пластин в приборе), распределение для жидкости С имеет форму, которую можно было ожидать из-за допущения действия центробел ных сил при отсутствии какого-либо вклада от неравных нормальных компонент напряжения. [c.296] Если параллельные пластины заменить системой конус—пластина (при условии установления в ней сдвигового течения такого, как описано в главе 9), то скорость сдвига не будет зависеть от радиуса вращения ортогональным семейством материальных поверхностей станут сферы (вместо цилиндров). Давление на пластине должно, следовательно, меняться как логарифм расстояния от оси вращения (9.64) для всех материалов, удовлетворяющих нащей общей гипотезе о возможности выразить экстранапряжение только через предысторию напряжения, не прибегая к пространственным градиентам деформации. Хотя наклон графика давление— логарифм расстояния по-прежнему зависит от типа материала (и от скорости сдвига), форма кривой остается неизменной в отличие от случая системы параллельных пластин. [c.297] И пластикой, сравнимых с теми, которые были в опытах Робертса. [c.299] Независимое вычисление разности Р22 Рзз по величине градиента давления для систем конус — пластина и параллельные пластины в точках внутри зазора, удаленных от края, недавно дало отрицательные значения Р22 — Рзз для растворов А и В [i ], а также для раствора полиизобутилена в цетане В случае растворов А и В значения, полученные таким образом, оказываются в несколько раз большими по абсолютной величине, чем найденные по краевому давлению. Этот вопрос, очевидно, нуждается в дальнейшем изучении. [c.299] Закиадис также нашел ненулевую величину Р22 — Рзз для водного раствора поливинилового спирта, протекающего через трубу круглого сечения в эксперименте измерялось полное осевое усилие и радиальное давление на стенку трубы. Метод расчета, однако, включал спорное допущение равенства давления на оси трубы атмосферному. [c.299] Адамса и Лоджа. Нулевые величины ргг—Рзз были получены для различных типов реологических уравнений состояния упругой жидкости (см. задачу 4 Упражнений к главе 6), а также для ньютоновской чистовязкой жидкости. [c.300] Продемонстрировать качественно упругое восстановление (проявляющееся в заметном формоизменении при постоянном объеме) в жидкостях довольно нетрудно. При внезапной остановке вращающейся бутылки с раствором А наблюдается возвратное движение взвешенных в нем пузырьков воздуха. В растворе Вив жидкости С такое явление не обнаруживается. Подпрыгивающая замазка — весьма вязкая упругая жидкость, содержащая высокомолекулярный силикон (сходен с С), медленно течет под действием собственного веса, но подпрыгивает с почти 70%-ным восстановлением (зависящим от состава) при падении на жесткий стол с высоты порядка одного метра. Возможно получить образцы, обладающие памятью на несколько секунд, в том смысле, что если образец вначале быстро растянуть, а затем удерживать при постоянной длине несколько секунд, то никакого восстановления после его освобождения не наблюдается. В то же время при мгновенном освобождении после начального удлинения имеет место заметное восстановление (т. е. уменьшение длины). Купер сообщил о подобной подпрыгивающей замазке , изготовленной не на основе силикона. [c.300] МОЖНО приготовить следующим образом. К 1 литру декалина при температуре 40° С добавляют 40 г дилау-рата алюминия, сушившегося в вакууме 2—3 дня при температуре приблизительно 60° С, а затем 15 мл т-кре-зола. Декалин необходимо предварительно хорошо механически перемешать. Перемешивание должно продолжаться в процессе образования смеси и в течение 10—20 мин после добавления последних двух компонент. Система превратится в гель, но спустя несколько дней снова станет жидкостью, и тогда она готова к использованию. [c.302] Согласно терминологии, обсуждавшейся в начале главы 7, все приведенные выше измерения относятся к вынужденному (стесненному) сдвиговому восстановлению, поскольку материал ограничен стенками аппарата и подвергается сдвигу (без бокового расширения) в течение всего процесса восстановления. Измерения свободного восстановления после остановки сдвигового течения требуют удаления стенок аппарата. Это практически неосуществимо в ротационных приборах (конус — пластина или концентрические цилиндры), но такие условия могут быть реализованы при истечении жидкости из трубы. Этот случай обсуждается ниже в разделе Разбухание струй . [c.303] Сдвиговое течение при 175° С, 3-жин восстановление при 185° С. [c.305] Сдвиговое течение при 190° С, -мин восстановление при 195° С. [c.305] Вернуться к основной статье