33. Ньютоновские жидкости, уравнения Ньютона и Пуазейля. Методы измерения вязкости. Уравнение Эйнштейна для вязкости дисперсных систем, условия его применимости.

В зависимости от наличия или отсутствия предела текучести все дисперсные системы делят на твердообразные и жидкообразные . В свою очередь, жидкообразные системы делят на ньютоновские и неньютоновские системы.

К ньютоновским относятся системы, течение которых подчиняется закону Ньютона ( ). Зависимость , называемую в общем случае кривой течения, у ньютоновских жидкостей является линейной; вязкость ньютоновских систем не зависит от и . К числу ньютоновских относятся многие агрегативно устойчивые дисперсные системы с невысокой концентрацией дисперсной фазы.

Свойствами ньютоновской жидкости обладают многие агрегативно устойчивые дисперсные системы с относительно невысокой концентрацией частиц, форма которых не отличается большой асимметрией.

Взаимосвязь между вязкостью дисперсной системы и значениями и была получена Эйнштейном теоретически для разбавленных дисперсных систем, содержащих недеформируемые частицы и в отсутствие взаимодействий между ними:

– объемная доля (объемная концентрация) дисперсной фазы;

– вязкость дисперсионной среды;

– коэффициент, величина которого зависит от формы частиц (для сферических частиц 2,5; для частиц неправильной формы он больше).

Методы измерения вязкости (кривых течения):

1. Капиллярные вискозиметры. Измерение вязкости базируется на использовании уравнения Гагена-Пуазсйля.

2. Приборы, работа которых базируется на использовании закона Стокса. Примером здесь являются вискозиметры с падающим шаром (вискозиметры Хепплера).

3. 

   Рисунок 33.1 – Измерительная ячейка ротационного вискозиметра:

   1 – внешний цилиндр; 2 – внутренний цилиндр; 3 – исследуемая система

   Д ля более вязких систем и с целью измерения кривых течения в достаточно большом диапазоне напряжений и скоростей сдвига используются ротационные вискозиметры. В простейшем случае измерительная ячейка такого вискозиметра состоит из двух коаксиальных цилиндров, вложенных друг в друга. Пространство между стенками цилиндров заполняется исследуемой системой. Внутренний цилиндр (ротор) приводится во вращение мотором, в результате чего система подвергается деформации сдвига (рис. 33.1).

34. Реологический метод исследования структур в дисперсных системах. Реологические модели идеальных тел (модели Гука, Ньютона, Сен-Венана-Кулона). Кривые течения реальных жидкообразных и твердообразных структурированных систем.

Реологические свойства реальных тел моделируют с использованием моделей идеальных тел, каждая из которых демонстрирует одно из реологических свойств - упру гость, пластичность, вязкость.

Рисунок 34.1 – Модель идеально упругого тела Гука (а) и зависимость его деформации от напряжения(б)	Идеально упругое тело (модель Гука) иллюстрируют идеально упругой пружиной, деформация которой подчиняется закону Гука: , – модуль упругости (рис. 34.1) Котангенс угла наклона прямой к оси абсцисс равен модулю упругости ( ).
Рисунок 34.2 – Модель идеально вязкой жидкости Ньютона (а) и зависимость скорости его деформации от напряжения (б)	Идеально вязкое тело Ньютона (модель Ньютона) принято представлять перфорированным поршнем, перемещающимся в цилиндре, заполненном идеально вязкой жидкостью (рис. 34.2, а). Течение идеально вязкой жидкости описывается законом Ньютона: – вязкость (динамическая); - скорость деформации (скорость перемещения поршня в цилиндре); – время деформации
Рисунок 34.3 – Модель идеально пластичного тела Сен-Венана Кулона (а) и зависимость его деформации от напряжения (б)	Идеально пластичное тело (модель Сен-Венана-Кулона). Элемент сухого трения, у которого сила трения не зависит от скорости перемещения одного тела по поверхности другого. Эта модель может бесконечно деформироваться, когда приложенное напряжение равно или превышает силу трения, то есть некоторое напряжение , называемое пределом текучести (рис. 34.3, б). При модель не деформируется, то сеть в этих условиях .