Гл. //. Основы гидравлики. Общие вопросы прикладной гидравлики

13. Течение неньютоновских жидкостей

и градиентом скорости —выражается *, согласно уравнению (11,12), прямой, проходящей

Закономерности движения неньютоновских жидкостей имеют ряд особенностей. - Для обычных, или ньютоновских, жидкостей зависимость между напряжением сдвига т

Лии

(ІП

через начало координат, с тангенсом угла наклона, равным вязкости ц (линия 1 на рис. ІІ-26). Вязкость же неньютоновских жидкостей при данных температуре и давлении не остается постоянной, а изменяется в зависимости от скорости сдвига, его продолжитель- ности, или «предыстории» жидкости, а также-от конструкции аппарата. Поэтому зависи- (ііи _

мости т от для неньютоновских жидкостей являются криволинейными. Вид этих зави-

симостей, называемых кривыми течения, отличается для неньютоновских жидкостей раз- личных типов.

Неньютоновские жидкости можно разделить на три большие группы. К первой группе относятся так называемые вязкие, или стационарные, не- ньютоновские жидкости. Для этих

I / «

жидкостей функция = I (т) не зависит от

Времени. По виду данной функции (кривой тече- нии) различают следующие разновидности жид- костей этой группы.

а)Бинг'амовские пластичные жидкости, которые при малых напряжениях сдвига х лишь несколько деформируются и начинают течь только при увеличении т до некоторого значения т_0> называемого преде- лом текучести. Предполагается, что на- чалу течения соответствует разрушение ранее прочной структуры жидкости, и прит>т₀бин- гам(?вские жидкости текут подобно ньютонов- ским жидкостям. При обратном уменьшении

напряжения до т <* х₀ структура бйнгамовской жидкости обратимо восстанавливается.

Для бингамовских жидкостей, к числу которых относятся очень густые суспензии, пасты и шламы, уравнение кривоц течения имеет вид

йю йп

Называемый пластическо

йг>

Рис. П-26. Зависимости между напря­жением и скоростью сдвига (кривые течения):

/ — ньютоновские жидкости; 2 — бин- гамовские пластичные жидкости; 3 — .псевдопластичные жидкости; 4 — дилетант- ные жидкости.

х — То — Цп

(11,105)

пропорциональности,

в я з -

с тангенсом угла наклона

<8 “ =

б) Псевдопластичные жидкости, которые начинают течь, как и иью-

где ц_п — коэффициент костью.

Зависимость (11,105) изображается на рис. 11-26 линией 2

В";

тоновские, уже при самых малых значениях т; однако для этих жидкостей отношение на- пряжения сдвига к градиенту скорости, называемое кажущейся вязкостью (ц_к), зависит от величины т (кривая 3 на рис. П-26). Значения ц_к снижаются с возрастанием Лю

и кривая течения постепенно переходит в прямую с постоянным предельным накло- ном (вязкость при бесконечно большом сдвиге).

В логарифмических координатах функция = / (т) для псевдопластнчных жидко- стей в широких пределах изменения переменных (кроме крайнего участка, где ц_к = ц_ш) обычно близка к линейной и, следовательно, эта функция приближенно может быть выра- жена зависимостью

*-»(•£)” (11,106)

Где к н т — константы.

Величина к возрастает с увеличением вязкости и является мерой консистенции жид- кости. Величина т меньше I (между 0 и 1), причем чем меньше значение т, тем значительней отличается течение псевдопластичной жидкости от ньютоновской (для последней т— 1 и, - Следовательно, к - ц).

* тэ , (ІШ І

Ъ этом параграфе символом — обозначена величина -г—

ап | йп

условно опущен.

причем знак модуля