Сдвиговая, вязкость измерение

Большой интерес вызывает содержание главы 9, посвященной измерениям разностей нормальных напряжений в сдвиговом течении. Значение этих характеристик фундаментально, так как поведение концентрированных растворов и расплавов полимеров даже в условиях стационарного одномерного течения нельзя предсказать по одной лишь сдвиговой вязкости, без знания разностей нормальных напряжений (к примеру, эффекты выталкивания стержня, разбухания струй на выходе из сопла и др.). [c.8]

В то время как сдвиговая вязкость является, по-видимому, наиболее часто измеряемым свойством растворов полимеров, продольная вязкость (5.13) определяется гораздо реже, в силу экспериментальных трудностей осуществления продольного течения и измерений напряжения в жидкостях с умеренной вязкостью. Из- [c.291]

Проверка теории эккартовского течения. Можно считать, что систематической и достаточно полной проверки теории Эккарта до сих пор сделано не было, однако в ряде работ получены результаты, подтверждающие при определенных условиях справедливость этой теории. Наибольшее чпсло работ было посвящено, пожалуй, не проверке теории, а использованию результатов теории для определения отношения сдвиговой вязкости к объемной, о чем будет идти речь ниже. Получаемые при этом значения объемной вязкости, близкие к измеренным по поглощению звука, могут служить доказательством правильности теории. [c.242]

Используя результаты комплексных измерений плотности р, скорости распространения ультразвуковых волн с и сдвиговой вязкости т] исследуемых спиртов, считая, что в низкотемпературной области наших исследований выполняется условие а 1 (где а — относительная концентрация мономеров), мы произвели расчет энергии активации вязкости в зависимости от параметров состояния по формуле (1). [c.28]

Измерения поглощения звука а в газах и жидкостях акустическими методами в области ультразвуковых частот дают возможность, согласно формуле (2.12), определить объемную вязкость г , если известна сдвиговая вязкость т (значение которой рассчитывается или находится другими, неакустическими методами) и известны параметры, соответствующие условиям измерений, т. е. со, р, с, н, входящие в формулу для а. При этом в большом числе случаев вклад н в а для газов имеет существенное значение,тогда как для неметаллических жидкостей вклад теплопроводности в значение а не так велик (примерно на порядок меньше, чем вклад от влияния I I и Ti ). Ультразвуковые измерения ti по разности измеренного а и вычисленного по значениям т и параметров эксперимента, по существу, являются единственным (косвенным) методом измерения объемной вязкости. В отсутствие релаксационных процессов (см. ниже), значение л и т] для многих простых жидкостей примерно равны. Для одноатомных газов эксп практически совпадает со значением вычисленным согласно формуле (2.13), т. е. при [c.43]

Полезно иметь представление о порядке величин для коэффициента поглощения за счет объемной вязкости. Для этого приведем ряд значений коэффициента поглощения из-за действия сдвиговой вязкости т] и экспериментально измеренное значение а// (поглощение aJf из-за теплопроводности к для указанных жидкостей примерно на порядок меньше, и поэтому мы его не приводим) отличие экспериментально измеренного сс// от значения а // следует отнести за счет действия ц -. [c.52]

Как видно из этого выражения, измеряя в принципе возможно определить а и отношение сдвиговой вязкости к объемной, хотя этот метод не отличается большой точностью. При таких измерениях необходимо учитывать влияние всех имеющихся для звука потерь, в том числе возможное рассеяние звука на неоднородностях среды. Измерения нужно проводить, принимая во внимание дифракционное расхождение пучка и не используя слишком больших амплитуд звукового поля, чтобы нелинейные явления не играли заметной роли. [c.137]

Из (27.10) следует, что отношение измеренного на низкой частоте коэффициента поглощения а к коэффициенту поглощения а , обусловленному только сдвиговой вязкостью, равняется [c.337]

Измерение сдвиговой вязкости и сдвиговой упругости жидкостей при помощи ультразвука [c.306]

Измерение вязкости при помощи обычного вискозиметра дало величину 0,176 пуаз. Устройство работает безупречно при вязкостях, доходящих примерно до 6 пуаз. Для более вязких жидкостей условие (259) уже не выполняется, при увеличении частоты механическое сопротивление потерь Ям делается больше реактивной части механического сопротивления Хм> Это объясняется тем, что, помимо сдвиговой вязкости, в жидкости появляется и сдвиговая податливость с , или, иначе говоря, появляется модуль, сдвига р. С увеличением частоты активное сопротивление Км стремится к а реактивное сопротивление Хм стремится к нулю. В этом случае имеют место следующие соотношения [c.307]

Книга знакомит читателя с основными понятиями реологии, теории измерения вязкости и особенностями определения упругих свойств, сдвиговой прочности, релаксации напряжения и других характеристик материалов при помощи ротационных приборов разных назначений. В ней даны описания ротационных приборов и их характеристики. [c.2]

Вероятно, следовало бы подчеркнуть, что равенство между собой нормальных компонент напряжения в сдвиговом течении есть характерное свойство ньютоновской жидкости не менее важное, чем постоянство вязкости. В главе 6 будет рассмотрена жидкость, у которой не все нормальные компоненты напряжения при сдвиговом течении равны между собой, хотя вязкость и не зависит от скорости сдвига. Полное описание свойств установившегося сдвигового течения таких жидкостей, в частности, и растворов полимеров в общем, кроме обычного определения вязкости, должно еще включать гораздо менее привычные, но столь же важные измерения разностей нормальных напряжений. Основные положения современных методов измерения таких разностей нормальных напряжений излагаются в главе 9. Это одно из наиболее важных направлений развития реологии полимеров и фактически науки о физике жидкостей. Эти методы в сочетании с вискозиметрией составляют базис для непосредственного и полного описания напряженного состояния в любой жидкости с известным состоянием течения. [c.131]

Современная экспериментальная физика ударных волн располагает методами измерения кинематических параметров с достаточно высоким временным разрешением. В основном, для анализа структуры ударных волн используются профили массовой скорости, полученные с помощью лазерных интерферометрических измерителей скорости, которые имеют наносекундное временное разрешение. На рис.3.11 показаны профили волн сжатия в алюминиевом сплаве 6061 Тб, полученные с применением лазерного интерферометра [31]. Резкое уменьшение ширины пластической волны сжатия при увеличении ее интенсивности говорит об уменьшении коэффициента вязкости по мере роста сдвиговых напряжений. В эксперименте с ударной волной максимальной интенсивности (9,0 ГПа) коэффициент вязкости т] < 30 Па с. [c.93]

Звуковой ветер является помехой при измерении звуковых полей, но он находит и полезное приложение. Например, по скорости установившегося звукового ветра можно определить отношение объемного коэффициента вязкости вещества к сдвиговому. [c.139]

Из (32) следует, что скорость потока пропорциональна интенсивности звука, квадрату частоты и отношению объемной вязкости к сдвиговой Это последнее обстоятельство позволило утверждать [6], что измерение скорости эккартовского потока представляет собой новый метод измерения объемной вязкости Впрочем, легко видеть, что из (32) скорость [c.97]

Поскольку более или менее хорошо коллимированные звуковые пучки можно получить только в области относительно высокого ультразвука, подавляющее количество экспериментальных работ проведено в области частот 1—10 Мгц, Большинство работ относится к исследованию потоков в жидкостях, хотя эккартовские потоки наблюдались и в газах [54]. Наибольшее число работ по эккартовским течениям выполнены не для прямой проверки теории, а для определения отношения объемной вязкости к сдвиговой. Полученные при этом значения, близкие к измеренным другими акустическими методами, могут служить косвенным доказательством правильности теории. Есть, однако, некоторые работы [39, 54, 55], в которых производилось прямое сравнение различных экспериментальных характеристик течения с теорией. [c.122]

Некоторые экспериментальные данные по измерению отношения объемной вязкости к сдвиговой в качестве иллюстрации приведены в табл. 2, где даны также результаты, полученные обычными методами из поглощения ультразвука. [c.124]

При возбуждении крутильных колебаний цилиндра, погруженного в жидкость, движение его поверхности вызывает в жидкости появление сдвиговых волн, затухающих, однако, практически до нуля уже на расстоянии нескольких сотых миллиметра от поверхности. Поэтому найти поглощение этих волн по данным их распространения не представляется возможным. Однако реакция жидкости на колеблющийся цилиндр приводит к увеличению сопротивления потерь по сравнению с колебаниями в вакууме и к уменьшению резонансной частоты. Мэзон [3498, 3501, 3503] показал, что путем измерения этих электрических величин можно определить коэффициент вязкости т] данной жидкости. [c.306]

Значение вычисляется по измерениям коэф. поглощения и скорости звука и независимо измеренным значениям коэф. сдвиговой вязкости. Величина обычно уменьшается при новышении темп-ры и увеличивается с повышением давления. Коэф. ц и являются величинами одного порядка только в век-рых одноатомных газах. В большинстве случаев величина С намного превосходит величину т) (табл.). [c.395]

Затухание звука, как известно, может быть вызвано разными причинами. В чистых жидкостях основной причиной затухания являются потери за счет сдвиговой и объемной вязкости, а при больших интенсивностях — также рассеяние на дегазационных пузырьках, потери, связанные с возникновением кавитации, и т. д. В газах существенную роль помимо вязкости играет теплопроводность. Поскольку скорость акустического течения намного меньше скорости звука, эккартовское акустическое течение можно рассматривать ьак течение несжимаемой жидкости под действием градиента радиационного давления, вызванного затуханием в результате действия всех причин, в то время как торможение акустического потока обусловлено только сдвиговой вязкостью. Поэтому скорость потока определяется отношением всех диссшхатив-ных коэффициентов к сдвиговой вязкости [32]. Экспериментально ото, пожалуй, наиболее убедительно было показано по измерениям течений в аргоне [33], где объемная вязкость, как известно, равна нулю, а поглощение обусловлено только сдвиговой вязкостью и теплопроводностью. [c.233]

Данные для измеренных и рассчитанных теоретически ю формуле Стокса (т. е. с учетом только сдвиговой вязкости) соэффициентов поглощения для некоторых жидкостей фиведены в нижеследующей таблице. При этом коэффициент [c.291]

Метод комплексного исследования свойств вещества в зависимости от р—у —Г состояния [1—3] позволяет осуществлять одновременное измерение в одном и том же образце таких важных терлюдинамических и кинетических параметров жидкостей, как давление, объем,температура,сдвиговая вязкость, ультраакустические и диэлектрические параметры. Первые три параметра определяют его р — V — Т состояние, остальные характеризуют устойчивость вещества и кинетические процессы, протекающие в нем. [c.45]

Профиль скорости, расход и функция касательных напряжений определяются друг через друга и на них никак не -влияют функции нормальных напряжений ai и 02. Если выполняется формула (19), то это еще не дает никаких оснований ожидать, что выполняются и остальные классические формулы. Поэтому классические вискозиметрические измерения относящиеся к одной лишь сдвиговой вязкости, мало что позволяют сказать об исследуемой жидкости. Если в некотором частном случае получается какая-либо классическая формула, например (19), этого не только недостаточно, чтобы показать, что исследуемая жидкость подчиняется определяющему соотношению Навье — Стокса, но и недостаточно даже, чтобы установить применимость навье-стоксовой теории вискозиметрии. Необходимы дополнительные измерения. В рассматриваемом выше случае в силу соотношения (7) нормальные усилия на стенках канала Xi = d не отличаются от тех, которые получаются по классической теории Однако в соответствии с (8) напряжения, действующие в плоскости течения (лгз = onst) и на площадках, нормальных к направлению течения (ха= onst), могут быть совершенно иными. Поскольку эти нормальные усилия с трудом Поддаются интерпретации, мы обратимся сейчас к рассмотрению другого класса течений, для которого эффекты нормальных напряжений более отчетливы. [c.221]

ВИСКОЗИМЕТРЫ ультразву к о в ы е - приборы для измерения сдвиговой вязкости ньютоновских жидкостей с помощью акустич. ко лебаннй. Принцип действия УЗ-вых В. основан на зависимости характера колебаний контактирующего С жидкостью вибратора от её вязко- сти. Вибратор обычно представляет собой стержень или узкую пластину, к-рые совершают свободные или вынужденные колебания на частоте резонанса. В В. используются продольные, крутильные, а также изгибные [c.61]

Такая зависимость с(оз) характерна для всех релаксационных процессов в однородных средах. Д. с. з. сопровождается также повышенным поглощением звука сравнительно с по-глош,ением, обусловленным сдвиговой вязкостью п теплопроводностью. Д. с. 3. обычно характеризуют величиной Ас/со ( оо — Измерение [c.120]

Здесь z и 2 —расстояния между излучателем и точками присоединения боковой трубки. Постоянная к определяется путем измерения V тл Е для ряда жидкостей с известным затуханием и сдвиговой вязкостью т). Интенсивность ввука у поверхности преобразователя Е можпо найти путем измерения входного электрического напряжения и сопротивления при резонансе. [c.338]

Скорость звука с определяется структурой среды и взаимодействием между молекулами, поэтому измерения её величины дают сведения о равновесной структуре жидкостей и газов. По скорости звука можно определить адиабатич. сжимаемость вещества, отношение темплоёмкостей, модули упругости твёрдого тела и др. Данные измерения скорости звука позволяют судить о составе газовых и жидких смесей, в т. ч. и растворов. Данные по поглощению звука позволяют определять коэф. сдвиговой н объёмной вязкости, времена релаксации и др. параметры. [c.193]

Среди вискозиметров разных типов наибольшее значение имеют ротационные и капиллярные приборы. Важная особенность ротационных вискозиметров заключается в том, что измерение вязкости в них можно совмещать с большим числом других реологических измерений (упругости, ползучести, релаксации напряжения, сдвиговой прочности, тиксотропии и т. д.) в упругих жидкостях и у материалов, занимаюш,их промежуточное положение между жидкими и твердыми телами. Поэтому ротационные приборы имеют основное значение для характеристики механических свойств очень широкого круга материалов в текучем состоянии — от полимерных систем и пиш,евых продуктов до расплавов шлаков и стекол. [c.3]

Это уклонение от основного плана настоящей книги связано с тем, что измерения разности нормальных компонент напряжения, как показали последние исследования, весьма важны для реологии полимеров и менее известны, нежели исследования вязкости. Ньютоновские текучие вещества типа воды или низкомолекулярных органических жидкостей не обнаруживают отличных от нуля разностей нормальных напряжений, и только вязкость определяет свойства сдвигового течения(хотя Рей-нер сообщил о существовании нормальных компонент напряжения в толуоле при весьма больн их скоростях сдвига). В растворах полимеров вязкость представляет лишь одну треть информации о реологических свойствах, даже для наиболее простого случая [c.238]

Лабораторные испытания образцов, изготовленных из однонаправленных эпоксидных углепластиков, показали, что вязкость разрушения материала G , измеренная для расслоения смешанного типа, обычно больше, чем при расслоении типа I кроме того, установлено, что G , измеренное для расслоения смешанного типа, зависит от вклада сдвиговой составляющей [19—21]. На рис. 2.18 представлена экспериментально определенная зависимость величины G при смешанном типе растрескивания матрицы (только типов I и II) от отношения G /Gj. Видна тенденция монотонного возрастания G . Образцы изготовлялись из однонаправленного эпоксидного углепластика (ТЗОО/934), вырезались под углом к направлению армирования и имели двухсторонние надрезы, как показано на врезке рис. 2.18. Хотя такой эксперимент неточно моделирует действие расслоения у свободной кромки, он, тем не менее, дает общий характер изменения G в условиях смешанного типа растрескивания матрицы. Другие методы, с использованием неравномерно [c.113]

Из (6.58) и (6.59) следует, что скорость стационарного потока пропорциональна интенсивности звука и квадрату частоты Z7o зависит только от отношения объемной вязкости к сдвиговой. Это позволило утверждать [27], что измерение скоросиг акустического течения является новым методом определения объемной вязкости ). Легко, [c.231]

Остановимся на одном весьма существенном недостатке измерения коэффициента поглощения звука по акустическим течениям. При этих измерениях приходится пользоваться довольно большими интенсивностями звука. В некоторых работах, по-видимому, акустические числа Рейнольдса Re были 1. Помимо того, что эккартовская теория в этой области неприменима, коэффициент поглощения в этом случае из-за нелинейного искажения формы волны (см. гл. 3, 4) больше, чем коэффициент поглощения волны малой амплитуды. Увеличение поглощения, по-видимому, приводит к тому, что скорость теченпя больше эккартовской, и в результате экспериментальное отношение объемной вязкости к сдвиговой, или экспериментальный коэффициент поглощёния, определенный этим [c.245]

Текучесть термопластов определяют измерением вязкости расплава полимера на капиллярном вискозиметре. Текучесть (индекс расплава) характеризуется количеством материала (в граммах), вытекающего через стандартное сопло (диаметр 2,09—2,1 мм, длина 8 мм) под нагрузкой 21,6 к (2,16 кГ) при температуре 190 (для полиэтилена) и 230° С (для полипропилена). Характеристики текучести расплавов полимеров можно также определять на сдвиговом пластометре Канавца. Способность к пластическим деформациям полимеров при повышенной температуре и способность к эластическому восстановлению [c.237]

Низкочастотные вискозиметры. Измерению динамических сдвиговых параметров жидкости, особенно на низких частотах (ниже ультразиукоиых частот), носвящоно много работ. В боль-шинстие случаен измерялась только действительная часть комплексного коэффициента вязкости т) = т) — /т)" и не намерялась мнимая часть, рапная т)" = С /со. Точное измерение модуля сдиига С весьма затруднительно, хотя он представляет интерес во многих случаях. [c.352]

На фпг. 123 приведены аналогичные результаты для поглощения звука в пресной и морской воде [40]. Для пресной воды измеренные значения поглощения в 2,5 раза больше, чем вычисленные с учетом соотношения (5.21) и теплопроводности. Полученное расхождение объясняется влиянием объемной вязкости, механизм которого рассматривается в статье Холла [41 ], а также во втором томе данной серии (в главе, написанной Литовицем), Увеличение поглощения в морской воде связано с релаксационными эффектами, обусловленными главным образом присутствием в воде Мд304, Наряду с рассмотренными причинами, влияющими на распро-страиепие волн в свободном пространстве или в ограниченной среде на высоких частотах, существует еще один источник поглощения энергии, имеющий место в трубах иа низких частотах, кото-Р1.1Й дает существенно большие потери, чем потери, связанные с вязкостью и теплопроводностью среды. Поглощение в узких трубах объясняется тем, что газ или жидкость пе скользит вдоль стенок трубы, а образует пограничный слой очень малой толщины. Этот слой между стенкой и движущейся жидкостью характерен тем, что в пем распространяются вязкие сдвиговые волны. Эти волны [12, 38] создают комплексное сопротивление движению, равное [c.426]

Мэзон с сотрудниками [1314, 3506, 35071 воспользовались такой установкой для исследования упругих свойств большого числа высоковязких жидкостей. Для высокополимерных жидкостей, как, например, для полиизобутилена и поли-а-метилстирола, распространение упругих волн определяется конфигурационной упругостью и вязкостью, обусловленными деформацией молекулярных цепей в области частот порядка нескольких мегагерц появляется упругость типа упругости кристаллической решетки. Конфигурационный модуль упругости имеет порядок величины 10 дин1см кристаллическая упругость достигает значений 5-10 дин1см . Обнаруживаются также релаксационные частоты /рел. =р /2-т) низшая из них связана со сдвиговой упругостью, обусловленной деформацией молекулярных цепей высшая связана с упругими силами, возникающими при движениях молекул внутри отдельных потенциальных ям. Этот колебательный механизм является также причиной измеренной указанными авторами [1314] дисперсии продольных волн в таких высокополимерных жидкостях. Сводка данных по всем подобным явлениям приведена в работах Мэзона [2255] и Мэзона и Мак-Скимина [3510]. Недавно Серф [4645, 4646] показал, что на основании измерения величины т] и времени релаксации в широком диапазоне частот можно сделать заключение о характере и концентрации отдельных компонент данного раствора. [c.308]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...