4.1. НЬЮТОНОВСКИЕ И НЕНЬЮТОНОВСКИЕ ЖИДКОСТИ

4.1.1. Ньютоновские жидкости

Если в процессе деформирования полимерного материала вся энергия приложенного внешнего силового поля диссипирует, то реализуется процесс течения. При этом вся накопленная деформация оказывается необратимой, а достигнутое новое состояние жидкости - равновесным.

В процессе медленного течения под воздействием приложенных к жидкости сил происходит необратимое смещение соседних слоев ее, сопровождающееся преодолением сил, препятствующих сдвигу (рис.4. 1). Этот процесс описывается законом Ньютона

где τ - напряжение сдвига; dε/dt - скорость перемещения слоя жидкости относительно соседнего, находящегося на расстоянии dx; - градиент скорости сдвига; η - коэффициент вязкости (вязкость).

Этот закон течения справедлив в условиях ламинарного потока.

162

Рис. 4.1. Схемы течения жидкости в трубе (n - индекс течения):
Рис. 4.1. Схемы течения жидкости в трубе (n - индекс течения):

1 - ньютоновская жидкость; 2-4 - неньютоновские жидкости; 2 - п < 1 (псевдопластичная жидкость); 3 - п > 1 (дилатантная жидкость); 4 - п → ∞

В интегральной форме он описывается уравнением Гагена - Пуазейля

где r и l - радиус и длина трубы (капилляра), по которой течет жидкость; ΔР - перепад давления на входе и выходе жидкости из трубы (капилляра); Q - объемная скорость жидкости; t - время истечения жидкости.

Сопоставление уравнений (4.1) и (4.2) показывает, что

τ = ΔР · r/(2l) и = 4Q/(πr3).

Распределение скоростей соседних гипотетических слоев в ньютоновской жидкости при установившемся потоке описывается квадратичной параболической зависимостью (см. рис. 4.1). Течение ньютоновских жидкостей характеризуется независимостью вязкости от напряжения сдвига т, скорости V = dε/dt

163

и скорости сдвига . Такое сдвиговое течение характерно для многих низкомолекулярных веществ, находящихся в жидком агрегатном состоянии.

164



Купить BlueTooth гарнитуру

Яндекс цитирования Rambler's Top100
Tikva.Ru © 2006. All Rights Reserved