Неньютоновские свойства

Суспензии, неньютоновские свойства их 543—545 [c.618]

Проявление неньютоновских свойств жидкостей при их фильтрации приводит к закону фильтрации с предельным градиентом давления С [c.165]

Кроме этого, наличие нелинейной связи тензора скоростей деформации с тензором напряжения может проявляться и в ряде других случаев. Так повышенное содержание в нефтях высокомолекулярных компонентов (смол, асфальтенов, парафина) приводит к проявлению неньютоновских свойств флюидов при их фильтрации. [c.80]

Для простоты будем рассматривать нелинейные законы фильтрации, описывающие только безинерционные движения при условии, что фильтрующиеся жидкости обладают неньютоновскими свойствами. [c.80]

В основе проявления неньютоновских свойств пластовых систем лежат различные физические механизмы, но все неньютоновские эффекты проявляются при малых скоростях фильтрации и в средах с малым размером пор, т.е. с малой проницаемостью. Это определяет особенности неньютоновской фильтрации в неоднородных пластах. Области малой проницаемости оказываются областями наибольшего проявления неньютоновских эффектов. [c.83]

Таким образом, рассматривая неньютоновские жидкости, следует выдвинуть соответствующие гипотезы гладкости. Теория простой жидкости позволяет получить определенные результаты, поскольку в ней делаются предположения, касающиеся свойств гладкости определяющего функционала. Конечно, можно допускать существование материалов, которые не удовлетворяют таким гипотезам гладкости. Однако альтернативной теории не существует, поскольку не сформулировано альтернативной системы гипотез гладкости, не говоря уже о трудностях, связанных с получением такой альтернативной системы. Ряд результатов (таких, в которых материальные функции могут быть определены из некоторых течений с предысторией постоянной деформации) можно получить без формулировки какой-либо гипотезы гладкости, но далее надо либо следовать теории простой жидкости, либо же выдвигать альтернативную теорию. [c.244]

Неньютоновские жидкости часто встречаются в природе и имеют весьма широкое применение в технике и в быту. Следует особо подчеркнуть широкое использование неньютоновских жидкостей в нефтяной промышленности, где они участвуют во многих производственных процессах — перемеш,аются по гидравлическим системам различного назначения и конструкции и характеризуются при этом большим разнообразием химического состава и физических свойств. [c.285]

Ограничимся подробным рассмотрением лишь одного, практически наиболее важного и интересного для нефтяной промышленности класса неньютоновских жидкостей — вязко-пластичных. В следующих параграфах изучаются основные свойства этих жидкостей и приводится решение ряда инженерных задач, связанных с их течением по различным гидравлическим системам. [c.287]

Жидкости, вязкость которых не является константой, а зависит от времени действия и величины касательных напряжений, называются неньютоновскими. К ним, в частности, относятся растворы полимеров, резко снижающие сопротивление течению воды в трубах, пластические материалы, обладающие порогом текучести, ниже которого они ведут себя как твердые тела, а выше — как жидкости (глинистые и цементные растворы, коллоиды, консистентные смазки и пр.). Свойства пластических материалов и неньютоновских жидкостей изучает наука реология. [c.17]

Обширные экспериментальные исследования, проводившиеся в области реологии полимеров в течение последних 10 лет, позволяют утверждать, что большинство полимеров в условиях переработки обладает свойствами аномально-вязких неньютоновских жидкостей [65]. Полимерам в этом состоянии присуща способность к высокоэластическим деформациям. Существование аномалии вязкости полимеров требует определения функциональной зависимости между эффективной вязкостью и скоростью сдвига (или напряжением). В настоящее время разработано и создано большое количество реометров, на которых можно экспериментально определять реологические свойства термопластов. [c.114]

Консистентные смазки за последнее время применяются все шире и шире для различных узлов трения машин. Их преимущества в ряде случаев по сравнению с обычными смазочными маслами связаны с их особыми механическими свойствами, а именно с пластичностью. Исследования пластичных свойств смазок, выполненные Д. С. Вели-ковским [1], акад. П. А. Ребиндером [2], В. П. Варенцовым [3] и другими авторами, позволили сделать ряд выводов. В частности, выяснилось [4], что различные смазки обнаруживают весьма разнообразные механические свойства и принадлежат к разным классам реологических тел. Наши исследования [5], проведенные с применением ротационного вискозиметра, приводят к тому же заключению. Некоторые из смазок близки к бингамовскому телу другие, имея определенное предельное напряжение сдвига 0, не подчиняются закону вязко-пластичного течения Бингама третьи представляют собой неньютоновские жидкости, т. е. показывают аномалию вязкости, но не обнаруживают 6 наконец, четвертые близки по своим свойствам к высоковязким ньютоновским жидкостям. [c.119]

ЖИДКОСТЬ [—вещества в конденсированном агрегатном состоянии, промежуточном между твердым и газообразным идеальная — жидкость, в которой отсутствует внутреннее трение квантовая — жидкость, свойства которой определяются квантовыми эффектами, в частности сверхтекучестью неньютоновская— жидкость, вязкость которой не является постоянной величиной ньютоновская — жидкость, подчиняющаяся при своем течении закону пропорциональности касательных напряжений и скорости сдвига (перегретая — метастабильное состояние жидкости, нагретой до температуры выше температуры ее равновесного фазового перехода в газообразное переохлажденная — метастабильное состояние жидкости, охлажденной до температуры ниже температуры ее равновесного фазового перехода в твердое) состояние при данном давлении] [c.230]

Явление скольжения жидкости вдоль твердой стенки экспериментально было открыто еще в 1860 г, Гельмгольцем и Пиотровским. Интерес к этому делу может снова возникнуть в связи с изучением реологических свойств неньютоновских жидкостей. Таким образом, при движении жидкости дискретной структуры необходимо учитывать явление скольжения вдоль твердой стенки при условии, что число Трусделла близко к единице. [c.83]

Для улучшения вязкостно-температурных свойств в состав жидкостей для гидравлических систем вводят полимерные загустители. Изменение вязкости таких жидкостей носит сложный характер, поскольку они являются неньютоновскими жидкостями. Вязкость этих жидкостей изменяется в зависимости от скорости сдвига и от степени разрушения полимера. Почти все применяемые в настоящее время в авиационных и промышленных гидравлических системах жидкости содержат такие полимерные загустители [69]. [c.101]

Как указывалось в разд. 9.5, изменения отражаются на кажущейся вязкости суспензии мелких частиц или макромолекул, вызывая неньютоновские эффекты даже тогда, когда частицы взвешены в жидкости, проявляющей ньютоновские свойства при течении. Одной из простейших моделей, на которых можно объяснить особенности поведения суспензии, обусловленные формой частиц, является модель эллипсоидальной частицы. Ориентация частиц по отношению друг к другу будет зависеть от противоположных эффектов, представленных ориентирующим влиянием поля сдвигового течения и дезориентирующим влиянием наложенного случайного броуновского движения. [c.543]

Среди аномально-вязких материалов наиболее простыми вязкостными свойствами отличаются неньютоновские жидкости. Сюда относятся прежде всего растворы полимеров, для которых типичны графики, представленные на рис. 55. Важнейшими характеристиками такого рода систем являются величины т б и Выше неоднократно отмечалось значение как параметра, нормирующего реологические характеристики материалов. В довольно большом числе опубликованных работ, начиная с середины двадцатых годов, т б удавалось надежно определить экспериментально. Первая большая сводка таких определений была дана [c.119]

Для некоторых неньютоновских жидкостей кривые течения в двойных логарифмических координатах симметричны относительно точки перегиба. Это крайне важное обстоятельство, так как оно показывает, что для полного описания вязкостных свойств такого рода неньютоновских жидкостей одинаково важное значение имеют как наибольшая, так и наименьшая вязкости. Кроме того, отсюда же следует, что точка перегиба на кривых течения и вязкостно-скоростных кривых может определяться из соотношения Ig г = 4 Об + Ig Лн.и). где ri —вязкость, отвечающая точкам перегиба этих кривых. С другой стороны это открывает возможность нахождения когда известны Пп и [c.120]

Перейдем к рассмотрению вязкостных свойств пластичных дисперсных систем. Их вязкостная характеристика часто бывает значительно более сложной, чем для неньютоновских жидкостей. Это обусловлено прежде всего двумя обстоятельствами легкостью необратимых изменений структуры и свойств пластичных дисперсных систем под влиянием деформирования и проявлением у них пристенного эффекта. [c.126]

Тонкие суспензии, глинистые растворы, масляные краски дают примеры жидкостей, отличных по своим свойствам от ньютоновских. Вязкость таких неньютоновских жидкостей уже не является величиной, зависящей от температуры, а становится функцией скорости сдвига и других факторов деформации, движения, времени. [c.356]

Таким образом, на данной стадии возможны два подхода к гидромеханике неньютоновских жидкостей. С одной стороны, можно сконцентрировать внимание на проблемах течения, для которых (в некотором смысле требующем определения) используется лишь кажущаяся вискозиметрическая вязкость, так что неадекватность уравнения (2-3.4) считается несущественной. Такая система представлений характерна для предмета, который мы будем называть обобщенной ньютоновской гидромеханикой. Этот подход может быть оправдан либо вследствие того, что в рассматриваемом течении существенна лишь вискозиметрическая вязкость (к этой категории относятся ламинарные течения, по крайней мере в первом приближении), либо вследствие того, что рассматриваемый материал имеет зависящую от сдвига вискозиме-трическую вязкость, но не обладает никакими другими неньютоновскими свойствами. (К этому типу зачастую относятся суспензии твердых частиц, но, к сожалению, нельзя отнести более важные в практическом отношении полимерные расплавы и растворы.) [c.66]

Лесли [36] также исследовал медленное обтекание сферы, используя модель Олдройда [42] для описания неньютоновских свойств. Он получил также, что неньютоновский член пропорционален и . Обе модели в пределе очень малых скоростей сдвига обнаруживают ньютоновские свойства, и тогда справедлив закон Стокса. При экспериментальном изучении обтекания сферы неньютоновской жидкостью Слэттери и Берд [57] использовали эмпирические модели при корреляции экспериментальных данных для водного раствора карбоксиметилцеллюлозы. Требуется провести еще много исследований как экспериментальных, так и теоретических, пока будет возможен точный подход к течениям неньютоновских жидкостей в системах с частицами. [c.70]

Величина к представляет собой меру консистенции (густоты) жидкости показатель степени п характеризует степень неньютоновского поведения жидкости чем больше он отличается от единицы (ньютоновская жидкость), тем сильнее проявляются ее неньютоновские свойства для псевдопластичной жидкости п<с1, для дилатантной п>1. [c.211]

Для численного исследования УГД контакта со смазками, описываемыми различными реологическими соотношениями, в работе [77] использовалось обобщенное на случай максвелловской жидкости уравнение Рейнольдса. Из результатов решения задачи с вязкоупругой моделью смазки [52] следовало, что с ростом снижались и пиковое давление. Пик давления с ростом сдвигался в сторону центра контакта, что согласуется с результатами работы [99]. Показано, что в неизотермических условиях и /го для ньютоновской и эйринговской моделей весьма близки во всем диапазоне изменения з . Сделан вывод, что влияние неньютоновских свойств смазки менее значительно, чем термических. [c.514]

Влияние внешней нагрузки, изменяющейся во времени по гармоническому закону, на параметры линейного УГД изучалось в работе [107]. Для описания неньютоновских свойств смазки использовалась реологическая модель Эйринга. Из численных решений следует, что частота колебаний параметров контакта равна частоте возбуждающей силы, однако фазы колебаний различны. При низких частотах колебания (10 Гц) распределения давления и толщины пленки вдоль контакта близки и по виду и по численным значениям распределениям при постоянной нагрузке. При очень высокой частоте (10 000 Гц) распределение давления значительно отличалось от стационарного случая — на входе образовывался пик давления. Авторы предполагают пефизичность этого результата, поскольку он получен без учета упругой составляющей в реологической модели для условий, когда период высокочастотных колебаний внешней нагрузки возможно соизмерим с временем релаксации смазки. Распределения температуры повторяли особенности распределений давления. Показано, что коэффициент трения имеет тенденцию к снижению по мере увеличения частоты колебаний. [c.515]

Интерес к задачам свободноконвективного теплообмена и, в частности, конвективной устойчивости сред с неньютоновскими свойствами обусловлен, в первую очередь, разнообразными практическими приложениями (производство и переработка полимерных материалов, хранение и транспорт нефти и нефтепродуктов, процессы химической технологии и др. см. [57]). Влияние неньютоновских свойств на структуру конвективного течения и его устойчивость, разумеется, существенно определяется реологией среды. В данном параграфе рассматриваются конвективные течения нелинейно-вязких и вязкоупругих жидкостей. [c.152]

Неньютоновские свойства жидкости порождают разнообразные формы нелинейных законов фильтрации. Для нелинейно-вязких жидкостей без временнь1Х эффектов имеет место подобие между кривой течения жидкости и законом фильтрации [13,20,127]. Так, для бингамовской (вязкопластичной) жидкости имеем [c.6]

Специфическим для потоков со взвешенными наносами является случай, когда взвесь представлена особо мелкими глинистыми (или илистыми) частицами. С. X. Абальянц (1960) наблюдал случаи уменьшения гидравлического сопротивления натурных земляных каналов при транспортировании такой взвеси. Однако, на наш взгляд, механизм снижения сопротивления в подобных случаях должен отличаться от того, который наблюдался и исследовался в упоминавшихся выше работах В. Ванони и Г. И. Баренблаттом. Здесь могут проявляться аномальные (неньютоновские) свойства вязкости суспензии, особенно в придонном слое потока.. [c.765]

Относительно неньютоновских свойств силиконовых жидкостей данные недостаточны. Поведение неньютоновских жидкостей (загущенные нефтяные масла, ПСМ и др.) характеризуется изменяющейся с градиентом скорости сдвига dvfdh вязкостью ti, тогда как для ньютоновских жидкостей ri = = onst. Вязкость неньютоновских жидкостей уменьшается с dvjdh. [c.27]

Неньютоновские жидкости образуют чрезвычайно широкий класс разнообразных материалов, единственными общими свойствами которых являются их текучесть и отклонение от закона трения Ньютона. Поэтому невозможно заниматься механикой неньютоновских жидкостей, не отдав нредночтения одному из двух возможных подходов либо анализу специального классажидкостей, обладающих общим типом механического поведения, либо рассмотрению лишь основ неньютоновской гидромеханики, которые в известной степени можно применять ко всем жидкостям. В этой книге мы предпочли второй путь и лишь в последних двух главах попытались дать представление о тех подходах, которые можно было бы выбрать для решения актуальных задач, касающихся некоторых специальных материалов. [c.7]

Для характеристики реологических свойств неньютоновских жидкое- 209 тей часто вводится также понятие эффективной кажуш,ейся вязкости, [c.287]

В последнее время при разработке ряда нефтяных месторождений были обнаружены нефти, обладающие свойствами неньютоновских вязко-пластичных жидкостей их называют неньютоновскими нефтями. Установлено, что основные особенности этих нефтей связаны с ювышенным содержанием в них смол, асфаль-тенов, парафинов и их течение хорошо описывается уравнением Бингама (9.5). [c.298]

Реологические свойства граничных слоев масел, пластичных смазок и антифрикционных покрытий. В настоящее вре мя установлено неньютоновское поведение граничных слоев жидких Б объеме смазочных масел [15—17 25]. Поэтому следует рассматривать свойства системы жидкость — твердое тело, а не самой жидкости. В полимолекулярных граничных слоях за счет физико-химического взаимодействия с повер.хностью твердого тела (подложкой) возникает квазикристаллнческая структура [17 19 40], степень упорядоченности которой зази-сит от температуры, структуры молекул и расстояния от твердой поверхности. Такой характер строения тонких смазочных слоев позволяет предполагать градиент механических свойств по толщине слоя. Действительно, сопротивление нормальному и тапгищиальному напряжениям в полимолекулярном граничном слое увеличивается с утонением последнего и зависит от состава смазочной жидкости (рис. 9) [16]. [c.102]

Задачи течения неньютоновских жидкостей. Этот класс задач рассматривает течение структурно-вязких жидкостей (жидкие полимеры, стекла, эмульсии и др.), вязкость которых зависит от режима течения даже при малых числах Рейнольдса. Для решения таких задач используются численные методы пограничного слоя или методы решения задач по течению в каналах с введением дополнительных соотношений для расчета реологических свойств (вязкости, пластичности, упругости и т.д.). Поскольку для решения таких задач используются уравнения, описывающие течение ньютоновских жидкостей, вся аномалия вводится формально в изменение свойств этих жидкостей. Как правило, это ведет к сильсюй зависимости свойств от искомых функций. Так, для высоковязких парафинистых нефтей их вязкость определяется как функция температуры среды и производной скорости. Такой характер зависимости свойств неиьютоновск 1х жидкостей вызывает повышение нелинейности системы уравнений, что в конечном счете ведет лишь к увеличению итераций при использовании метода прогонки. [c.188]

Переход от нижнего ньютоновского режима течения к неньютоновскому связан со следующими изменениями характера процесса деформирования. В первом случае скорость самопроизвольной перестройки структуры в материале под действием теплового движения выше скорости принудительного разрушения структуры под действием его деформирования. Поэтому можно принять, что на режиме ньютоновского течения структура материала не изменяется . Переход к неньютоновскому течению означает, что на свойства материала начинает влиять принудительное разрушение его структуры. Это изменение режимов деформирования материалов А. А. Трапезников и В. А. Федотова [31 ] связали с переходом от монотонных кривых т (/), получаемых в методе й = onst, к кривым с максимумом. Таким образом, для неньютоновских жидкостей впервые был поставлен вопрос о связи между характером режимов установившегося течения и видом зависимости т (i). Выше указывалось, что в методе Q = onst у зависимостей т (t) экстремум появляется при достижении критической скорости деформации. Этой скорости соответствует нижнее — наи-низшее значение предела прочности т , которое в работе [31] было названо пределом текучести т, . [c.123]

Очень важным следствием из теории А. И. Леонова является возможность расчета релаксационного спектра по кривым течения. В частности, из этой теории вытекает, что определение точки перегиба на кривой зависимости (Ig 7) позволяет легко найти максимум релаксационной функции N (s), где N — функция распределения частот релаксации (величин обратных временам релаксации), так как у = as, причем а — постоянный коэффициент. Можно легко показать, что N (s) = — (as) т) (as), где (as) — первая производная вязкости по релаксационной частоте. Точка перегиба на кривой (Ig у) отвечает условию dN/ds = 0. Также просто находится время / после начала опыта в условиях у = = onst, когда наступает интенсивное разрушение структуры материалов. Оказывается, что / = а/у. Следовательно, в согласии с опытными данными возрастание скорости деформации приводит к быстрому уменьшению времени достижения максимума на кривых т (/) при у — onst. Рассматриваемая теория позволяет определить достижение максимума функции xjxy = / (у) и многие другие важные реологические характеристики материалов. Отсюда следует, что измерение вязкости у материалов с неньютоновским поведением важно отнюдь не только для расчета процессов их течения, но имеет фундаментальное значение для характеристики их реологических свойств. [c.125]

Из рассмотрения рис. 60 виден ряд существенных различий между неньютоновскими жидкостями и пластичными дисперсными системами. Во-первых, у пластичных дисперсных систем нелинейность зависимости у (т) наблюдается при таких скоростях деформаций (y > унн) и напряжениях сдвига (т > т ), при которых не проявляется разрушение структуры материалов. Во-вторых, у этих систем разрушение структуры может быть выражено столь резко и происходит так интенсивно, что в широком интервале скоростей деформаций максимальное напряжение сдвига не зависит от величины у или слабо повышается с ее увеличением. Эта особенность прочностных свойств пластичных дисперсных систем обусловлена прежде всего хрупкостью их структурного каркаса. В-третьих, отвечающее каждому определенному значению у предельное разрушение структуры может так усиливаться с увеличением у, что напряжения сдвига на установившихся режимах течения не только отстают от увеличения у, как-то наблюдается при аномалии вязкости, но значительно снижаются при возрастании у. Это явление сверханомалии, впервые изученное в работах Г. В. Виноградова, В. В. Синицына и В. П. Павлова, иллюстрируется на рис. 60 ветвью АС кривой A DEFG. В-четвертых, на установившихся режимах течения при низких скоростях деформаций сопротивление вязкого течения дисперсионной среды и перемещения относительно нее дисперсной фазы могут не зависеть от скорости деформации (участок D кривой A DEFG). С увеличе- [c.128]

Характеристика вязкостных свойств материалов, которые ведут себя как неньютоновские жидкости, определяется видом зависимости D = / (т), для нахождения которой существуют два пути. Рассмотрим первый из них, основанный на использовании вискозиметров с малыми зазорами, когда реализуется высокая однородность полей напряжений и соответственно градиентов скоростей (V H = (RJRey ) В настоящее время известны конструкции коаксиально-цилиндрических вискозиметров, в которых неоднородность поля напряжений сдвига не превышает 0,5%. В тех случаях, когда однородность напрял<енного состояния достаточно высока, действующее в материале напряжение сдвига принимают равным его среднему значению т [c.140]

Перечисленные примеры не исчерпывают всего разнообразия специфических свойств неньютоновских жидкостей. Механические свойства многих жидкостей существенно зависят не только от скорости деформирования, но и от продолжительности деформирования, а также от предыстории потока. Такие жидкости именуют тиксотропными. Некоторые из них, реопектиче-ские жидкости, обладают способностью увеличивать жесткость своей структуры при наличии сдвигового движения, другие, наоборот, разрушать структуры. К первому типу можно отнести, например, цементные растворы в режиме цепенения , расплавленные металлы, которые в жидком состоянии представляют собой чисто ньютоновские жидкости, а на начальной стадии затвердевания заполняются мельчайшими кристаллическими образованиями, приближающими их к дилатантным жидкостям. [c.358]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...