ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Ламинарное течение неньютоновских жидкостей из "Основные свойства жидкостей и газов " В каналах, используемых, для практических целей (плоскощелевой канал, цилиндрическая труба, зазор между коаксиальными цилиндрами [4, 145, 86, 146, 69, 123]) ламинарное течение в большинстве случаев является одномерным. [c.87] Жидкость между пластинамч может двигаться за счет перепада давления вдоль оси ох др/дх Ф 0), при движении одной (течение Куэтта) или двух пластин др/дх — 0), а также когда др/дх фО и пластины движутся. [c.88] Предположим, что касательные напряжения на пластинах равны Тст. Тогда для любого слоя жидкости будет справедливо выражение Хху = Тст ду1 0,5Н), где h — расстояние между пластинами. [c.88] Приведенные выражения можно использовать для определения конкретных зависимостей между О и dp/dx при различных реологических законах. [c.88] Однако это уравнение даёт значительную погрешность, например при rJR = 0,8 до 13 %. [c.90] Следует- отметить, что приведенные уравнения справедливы только для случая прилипания жидкости к стенке канала. Вместе с тем, для ряда видов неньютоновских жидкостей характерно явление скольжения жидкости у стенки (проскальзывания). В экструзионных процессах возможны три вида течения с прилипанием, со скольжением, с проскальзыванием (явление stri k — slip ). [c.90] Наличие указанных аномальных явлений приводит к существенной деформации поля скоростей и перераспределению напряжений в потоке. Простейшим методом учета скольжения жидкости по стенке канала является метод, согласно которому вместо использования граничных условий скольжения в дополнение к действительной поверхности канала вводится фиктивная цилиндрическая поверхность с радиусом Яф, вдоль которой реологическая среда движется без скольжения. Скорость же жидкости на действительной поверхности / деис Яф соответствует скорости скольжения Ыск. [c.90] Для полимерных материалов величина Ыск зависит от типа полимера, температуры стенки и ее смачиваемости. [c.90] Аналогичный результат можно получить и для других жидкостей. [c.91] Каналы с поперечным сечением некруглой формы (эллипс, квадрат, треугольник) все чаш,е и чаще встречаются в последнее время в технике [32, 166, 126, 171. Особо сложный характер течения в подобных каналах у неньютоновских жидкостей. Многие ненью тоновские жидкости обладают эластичными свойствами при деформациях. Это может не влиять на эпюру скоростей при движении в трубах кругового поперечного сечения, но сказываться на характере течения в рассматриваемых типах труб. Обычно считают, что нормальные напряжения, создаваемые в вязкоупругих жидкостях, способствуют появлению вторичных течений даже при ламинарном режиме движения. При таких течениях, например в призматическом канале с прямоугольньш сечением, траектории частиц могут быть спиральными, если вторичный поток направлен внутрь диагоналей, соединяющих противоположные углы, а наружный вдоль центральных линий, перпендикулярных к поверхностям. Наблюдать визуально такие потоки весьма сложно, чем и объясняется отсутствие полного физического представления о них. [c.91] Если скольжение неньютоновской жидкости по стенке канала отсутствует IS (тд) = О и выполняется условие смачиваемости твердой поверхности, то уравнение (76) преобразуется в известное уравнение, устанавливающее зависимость между эффективным и истинным градиентом скорости при течении неньютоновской жидкости, подчиняющейся степенному реологическому уравнению Освальда де Виля, т. е. [c.92] Исследования течения вязкоупругой жидкости, описываемой трехпараметрической моделью Олдройда, показали, что нормальные напряжения направлены перпендикулярно к течению и равны между собой. В этом случае вторичные течения не отсутствуют. [c.92] Течение неньютоновских жидкостей в области входа в канал имеет ряд своих особенностей. В общем случае для эластичной жидкости картина течения может быть представлена как показано на рис. 43. [c.95] В непосредственной близости от входа существует зона квази-твердого течения 1 , за ней — участок развивающегося течения /г, который состоит из ядра и зоны приторможения течения, далее— участок стабилизированного течения. [c.95] Важнейшими параметрами потока на начальном участке обычно являются его длина Ь .у, величина перепада давления и закон распределения скоростей. [c.95] В табл. 19 приведены некоторые сведения о гидродинамическом начальном участке, полученные для жидкостей, подчиняющихся различным реологическим законам. [c.95] Анализ нестабилизированного течения на гидродинамическом начальном участке позволяет отметить следующие характерные для него особенности поле скоростей на этом участке деформируется по длине, а характер деформаций определяется реологическими свойствами жидкости потери давления Дрн.у превьшают аналогичные для стабилизированного течения Арст. причем величина такого превышения существенно зависит от условий входа потока в канал. [c.95] Вернуться к основной статье