Дисперсные системы и промывочные жидкости - Динамическая и структурная вязкость

Динамическая и структурная вязкость

 

Динамическую и структурную вязкость определяют только в хорошо оснащенных лабораториях на вискозиметрах более сложной конструкции. Лабораторные вискозиметры могут быть капиллярными, ротационными или основанными на измерении силы сопротивления при перемещении твердого тела в испытуе­мой жидкости. Наиболее распространены ротационные вискози­метры.

Градиент скорости и напряжение сдвига — непостоянные ве­личины в радиальном направлении. Неоднородное напряжен­ное состояние несущественно при обработке результатов испы­таний жидкости, подчиняющихся закону Ньютона, но играет большую роль для аномально-вязких материалов. Поэтому с целью получения однородного поля скоростей (и напряжений) при исследовании неньютоновских жидкостей стремятся исполь­зовать вискозиметры с небольшими зазорами   между   измери тельными цилиндрами (<10% от радиуса подвижного ци­линдра).

При определении вязкости используются следующие теоре­тические зависимости (рис. 14).

 

 

clip_image050

 

Рис.  14. Принципиальная схема ротаци­онных вискозиметров

 

 

clip_image052

 

Рис. 15. Прибор для измерения реологических параметров промывочных жид­костей ВСН-3

 

 

Для ньютоновской жидкости

 

clip_image054

 

отсюда

 

clip_image056

 

 

Здесь М — момент, обусловленный силами трения; ω  угло­вая скорость подвижного цилиндра; RH—радиус наружного цилиндра; Rь — радиус внутреннего цилиндра;l — высота слоя жидкости в зазоре между цилиндрами.

 

 

При постоянной величине lвыражение

 

clip_image058

 

является константой прибора. Обозначив ее а, получим

 

clip_image060

По этой же формуле определяется   эффективная   вязкость неньютоновской жидкости.

Зависимость, из которой вычисляется структурная вязкость,

имеет следующий вид

 

clip_image062

 

 

clip_image064clip_image066clip_image067clip_image068для конкретного прибора являются постоянными.

 

Обозначив их соответственно bи с, по­лучим

 

clip_image070

 

 

Для исследуемой жидкости ηи τ0 — постоянные параметры Тогда зависимость между непосредственно измеряемыми вели чинами примет вид

 

clip_image072

 

 

               где d=; l' = bcτo.

 

 

Получив минимум два значения М при соответствующих ему со, на основе выражения (Ш.7) составляем систему двух уравнений, решаем ее относительно dи Г, а затем относитель­но η и τ0. Чаще результаты измерений представляют графиче­ски, откуда получают коэффициент dи отрезки l';η, τ0.