5.3. Вязкость жидких дисперсных систем

Основы теории вязкости разбавленных суспензий были заложены Эйнштейном. Он исходил из гидродинамических уравнений для макроскопических твердых сферических частиц, которые при сдвиге приобретают дополнительное вращательное движение. Рассеивание энергии при этом является причиной возрастания вязкости. Эйнштейном была установлена связь между вязкостью дисперсной системы η и объемной долей дисперсной фазы φ в общем объеме системы:

(30)

где η₀ – вязкость дисперсионной среды.

Было установлено, что коэффициент при φ зависит от формы частиц. Поэтому уравнению Эйнштейна можно придать более общий вид:

(31)

где α – коэффициент, зависящий от формы частиц дисперсной фазы.

Из теории Эйнштейна следует, что разбавленные и устойчивые дисперсные системы являются ньютоновскими жидкостями и что их вязкость линейно связана с объемной долей дисперсной фазы и не зависит от дисперсности.

Уравнение Эйнштейна получено в предположении отсутствия взаимодействия между частицами дисперсной фазы. С увеличением концентрации дисперсной фазы взаимодействие частиц возрастает и его необходимо учитывать. В этом случае используется уравнение, выведенное с использованием теории Эйнштейна и имеющее вид: