Ньютоновский вязкий элемент

Рис. 39. Развитие деформации во времени при действии постоянного напряжения для моделей элементов структуры полимера а — идеально упругая пружина б — идеально вязкая ньютоновская жидкость (поршень, свободно перемещающийся в цилиндре) в — последовательное соединение пружины и поршня (модель Максвелла) г параллельное соединение пружины и поршня (модель Кельвина — Фойгта)

Модель ньютоновской жидкости—вязкий элемент, представляющий собой сосуд, заполненный ньютоновской жидкостью, в которой перемещается поршень. Поршень перемещается под действием силы Р (рис. 1,3, а). Если предположить, что система обладает идеальными свойствами, т. е. что влиянием турбулентности, силами тяжести и инерцией, а также концевыми эффектами можно пренебречь, то сила Р приведет к возникновению в жидкости напряжения т, которое заставит жидкость деформироваться [c.23]

Реология конкретных систем может быть наглядно выражена с помощью механических моделей. Комбинации моделей простых тел — идеально-вязкого (ньютоновского — N), идеально-упругого (гу-ковского — Н) и дополнительной нагрузки, символически представленной как элеменг сухого трения (тело Сен-Венана — 81У), позволяют синтезировать более сложные системы. Последовательное сочетание упругого и вязкого элементов (Н — N) дает релаксационное тело Максвелла (М), а параллельное сочетание этих элементов (Н/К )— тело Кельвина (К), характеризующееся упругим последействием. Для упруго-вязко-пластичных релаксирующих систем типа глинистых суспензий и паст, цементных растворов, мучного теста и т. п., обладающих начальной прочностью и упругим последействием применяются еще более сложные модели, например тело Шведова [Н (М/31У) ] или его упрощенные модификарии — нерелаксирующее тело Бингама [Н — (К/81У)] или тело Бюргерса [М — К], не имеющее элемента сухого трения, но обладающее упругим последействием [27 ]. Набор пружин (Н), поршней (N) и ползунов (81У), образующих модели этих тел, имеет различные вязкости т), упругости Е и силы трения /, позволяющие зачастую на полуколичественном уровне воспроизводить поведение ряда систем [25]. При этом представляется возможным выбрать подходящую модель и определить наименьшее количество независимых переменных — реологических параметров и условных величин, которые необходимы для ее характеристики [20]. [c.231]

Рис. 106. Механические элементы, необходимые для моделирования течения реальных жидких систем а — Ньютоновский вязкий элемент б— упругая пружина в — элемент сухого трения (тело Сен-Венана)

Идеально вязкий элемент можно представить поршнем, перемещающимся в цилиндре, заполненном ньютоновской жидкостью деформация под действием приложенного напряжения линейно изменяется во времени, и эффекты упругости восстановления совер- [c.172]

Вязкий элемент, характеризующий ньютоновские жидкости, представляет собой сосуд, заполненный вязкой жидкостью, в которой перемещается поршень (рис. 12,а). [c.33]

Механической моделью—аналогом деформации сдвига служит так. называемый вязкий элемент, состоящий из сосуда с ньютоновской жидкостью и погруженного в нее поршня. Если предположить, что система обладает идеальными свойствами (отсутствие инерции, силы тяжести, турбулентностей), то приложенная к поршню растягивающая сила заставит модель деформироваться с постоянной скоростью. Увеличение внешней силы вызывает пропорциональное увеличение скорости. Мгновенное снятие внешней силы повлечет мгновенную I остановку поршня, который не будет стремиться вернуться в начальное положение. Такая модель обладает характерными чертами ньютоновского поведения — линейной зависимостью между напряжением и скоростью сдвига и отсутствием памяти или какого-либо предпочтительного состояния системы. [c.44]

Вязкий элемент. Зависимость напряжения от скорости деформации для ньютоновского элемента определяется законом течения Ньютона [c.17]

Моделью служит жидкостный элемент, состоящий из цилиндра, наполненного вязким маслом, в который с некоторым зазором вставлен поршень (рис. 54, а). Это так называемая модель ньютоновской жидкости. Пластическое течение изображается элементом сухого трения (рис. 55). Модель, изображенная на рис. 55, называется моделью Сен-Венана. [c.146]

Обратимся, наконец, к модели Бингама, которая среди рассматриваемых нами комбинаций двух простейших реологических элементов представляет особый интерес в связи с описанием коллоидных структур, например водных дисперсий глинистых минералов. Это — параллельное соединение вязкого ньютоновского элемента и кулоновского элемента сухого трения (рис. XI—13). Поскольку элементы параллельны, их деформации одинаковы, а напряжения на элементах складываются. При этом на кулоновском элементе напряжение не может превышать предельного напряжения сдвига т. Следовательно, [c.314]

Простейшей такой моделью является модель упруговязкого тела, предложенная Максвеллом . Она состоит из последовательно соединенных упругого (пружина) и вязкого (демпфер) элементов (рис. 1.23). Демпфер обычно представляет собой жесткое тело правильной формы, погруженное в вязкую ньютоновскую жидкость. Если закрепить один конец модели неподвижно, а к другому быстро приложить механическую силу, возникнет деформация. Первоначально она будет связана только с деформацией пружины, поскольку мы знаем, что при очень быстром воздействии вследствие большого градиента скорости сопротивление жидкости возрастает настолько, что шарик в ней не может переместиться. Через некоторое время после ударного [c.74]

Как было показано ранее [13], в объеме смазки вначале приходится считаться со значительным сопротивлением течению структурного каркаса смазки. По мере развития деформации вследствие разрушения как общего структурного каркаса смазки, так и его отдельных ячеек, а также вследствие ориентации элементов дисперсной фазы вдоль потока превалирующую роль начинает играть вязкость дисперсионной среды. Поэтому при достаточно высоких скоростях деформации следовало бы ожидать, что смазка будет течь как вязкая ньютоновская жидкость. Трудность реализации такого потока связана с интенсивным тепловыделением при деформировании вязких материалов. Разработка новых экспериментальных методов или развитие теории, позволяющей учесть эффект тепловыделения, позволили бы реализовать и этот случай течения пластичных смазок. [c.290]

Все рассматриваемые механические модели состоят из элементов двух типов упругого, или гуковского, и вязкого, или ньютоновского. [c.16]

Вполне логично предположить, что линейное вязкоупругое поведение можно описать (по крайней мере, качественно), если представить, что среда имеет двойственную природу и обладает свойствами ньютоновской вязкой жидкости и твердого упругого тела Гука. Эта идея может быть выражена с помощью простой механической модели, изображенной на рис. 6.5. Если, например, в максвелловском элементе происходит релаксация напряжений (у = О при / < О, 7 = 7о при I > 0), то их зависимость от времени имеет вид (см. Задачу 6.1) [c.147]

В реологии механические свойства материалов представляют и виде реологических моделей, в основе которых лежат три основных идеальных закона, связывающих напряжение с деформацией. Им соответствуют три элементарные модели (элемента) идеализированных материалов, отвечающих основным реологическим характеристикам (упругость, пластичность, вязкость) ндеально упругое тело Гука, идеально пластическое тело Сен-Венана — Кулона и идеально вязкое тело Ньютона (ньютоновская жидкость). [c.357]

Модель Бингама — параллельное соединение вязкого ньютоновского элемента и лоновского элемента сухого трення (рис. Х1-13)— широко применяют при описании коллоидных структур, например водных дисперсий глинистых минералов. Поскольку элементы параллельны, их деформации одинаковы, а напряжения на них складываются. При этом на кулоновском элементе напряжение не может превышать предельного напряжения сдвига т. Следовательно, скорость деформации, описываемая вязким элементом, должна быть пропорциональна разности действующего напряжения и предельного напряжения сдвига [c.374]

Рис. 1,3. Механические элемен1Ы, моделирующие реологическое поведение реальных материалов а—ньютоновск ИЙ вязкий элемент б—упругая пружина б—тело Сен-Венана.

Механические модели представляют собой сочетание простейших упругих (пружины, подчиняющиеся закону Гука) и вязких (поршень, двигающийся в ньютоновской жидкости) элементов. Большое внимание механическим моделям (однако без достаточного критического подхода к ним) уделено в книге Т. А. Ал-фрея . [c.267]

Здесь первое слагаемое представляет собой указанную выше работу для гидростатического (термодинамического) давления. При рассмотрении идеальной жидкости следует учитывать только это слагаемое. Второе слагаемое — часть работы вязких сил, обусловливающих объемную и угловую деформацию двихсущегося элемента эта часть работы трения переходнт в теплоту трения и не связана с изменением кинетической энергии жидкого элемента как целого. Это слагаемое называют диссипативной функцией и обозначают цФ. Для ньютоновской жидкости, в которой вязкое тре--Н1те пропорционально скорости деформации, она может быть представлена в следующем виде [c.7]

Хотя эта модель и описывает главные элементы вязкоупругого поведения полимера, она тоже является упрощенной, так как вязкое течение реального поли лера, имеющего широкое ММР, не является ньютоновским, а упругая часть деформации отклоняется от закона Гука. Очень важно также, что поведение реального полимера не может описываться одним временем релаксации, а требует привлечения целого спектра (набора) времен релаксации для объяснения различных этапов деформации. Это учитывается в модели полимера, предложенной В. А. Каргиным и Г. Л. Слонимским. Модель, подобная изображенной на рис. 43, принимается ими за мо- [c.98]

Когда упругость, эластичность и вязкое течение накладываются друг на друга (такое наложение очень часто наблюдается для полимерных тел), для описания деформационных свойств полимерного тела пользуются моделью Алфрея — Александрова состоящей из последовательно соединенных элементов моделей Максвелла и Кельвина — Фойгта (рис. 51). Тогда общая деформация е складывается из гуковской ег, ньютоновской Вн и кельвиновской 8 [c.98]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология