Московский Институт Электронной Техники

(Технический Университет)

Баскаков И. А.

Курсовая работа

По теме:

Реологические свойства однородных мелкодисперсных суспензий.

Москва 2004

Содержание.

1. Введение.

2. Свойства и вывод уравнений сохранения для монодисперсных сред.

3. Эффекты, связанные с относительным движением фаз.

4. Полидисперсные среды.

5. Применение веществ с улучшенными реологическими свойствами.

6. Литература.

Введение.

В приложениях квантовой теории и статистической физики дисперсных сред весьма обычна ситуация, когда характерный пространственный масштаб среднего движения дисперсной среды намного больше ее внутреннего структурного масштаба, так что при описании такого движения естественно использовать методы механики сплошных сред. В этом случае возникают две фундаментальные задачи: получить уравнения сохранения, описывающие средние течения фаз среды, и сформулировать замыкающие их реологические соотношения. В связи с широким распространением дисперсных сред в различных областях практической деятельности обе эти задачи рассматривались в очень большом числе работ с применением различных теоретических и экспериментальных методов для сред самых разных типов.

Для систем, состоящих из непрерывной фазы и распределенных в ней дискретных элементов дисперсной фазы, первая задача была формально решена при помощи развитого метода усреднения локальных уравнений сохранения, справедливых внутри материалов фаз, по ансамблю допустимых конфигураций частиц дисперсной фазы. Был указан также принципиальный метод решения второй основной задачи, однако конкретно она была исследована лишь для стационарных потоков монодисперсной среды с мелкими сферическими частицами в случае, когда их объемная концентрация не слишком высока, так что при усреднении по ансамблю можно пренебречь в первом приближении непрекрываемостью твердых сфер. При этом суспензия рассматривалась как макроскопически однородная "односкоростная" среда. Аналогичные задачи для процесса тепло- или массообмена в зернистой среде также были рассмотрены.

Ниже также исследуем умеренно концентрированную суспензию, которую считаем макроскопически однородной в том смысле, что пространственный масштаб величин, определяющих объемную концентрацию и гранулометрический состав дисперсной фазы, значительно больше масштаба средних скоростей фаз и других динамических переменных. Однако используется двухскоростное приближение - проводится различие между скоростями фаз и в явном виде исследуется не только уравнение движения суспензии в целом, но и ее фаз по отдельности. Частицы предполагаются сферическими, причем число Рейнольдса для любой сферы считается малым. Последнее позволяет не только пренебречь инерционными эффектами при анализе относительного движения фаз, но и не учитывать появляющихся в уравнениях движения в членов, обусловленных случайными пульсациями фаз и возможностью трансформации кинетической энергии вращения частиц в энергию поступательного движения. В этом случае указанные уравнения расщепляются - при исследовании среднего движения суспензии нет необходимости рассматривать уравнения сохранения среднего момента импульса ее фаз. На систему действуют внешние массовые силы с потенциалом , но внешние пары сил предполагаются отсутствующими.