Движение неньютоновских жидкостей
Жидкости, обнаруживающие зависимость коэффициента вязкости от скорости сдвига (высокомолекулярные соединения, суспензии и др.), называются неньютоновскими, их кривая течения отличается. Неньютоновские жидкости, в зависимости от их свойств, разделяют на три группы: 1) (реологически стационарные жидкости) скорость сдвига в данной точке зависит только от напряжения в этой точке; 2) (реологически нестационарные жидкости) скорость сдвига зависит от продолжительности действия напряжения; 3) (вязкоупругие жидкости) сочетание свойств твердого тела и жидкости, проявляющееся в виде упругого восстановления формы после снятия напряжения.
Жидкости первой группы подразделяются на три типа а) бингамовские, б) псевдопластичные, в) дилатантные.
Поведение бингамовских жидкостей объясняется их жесткой пространственной структурой (густые суспензии).
б) Псевдопластичные жидкости не имеют предела текучести и отличаются падением кажущейся вязкости. К псевдопластичным жидкостям относятся суспензии, содержащие асимметричные частицы, и растворы полимеров. С возрастанием скорости сдвига асимметричные частицы или молекулы постепенно ориентируются своими большими осями вдоль направления потока и при этом их кажущаяся вязкость падает.
в) Дилатантные жидкости подобно псевдопластичным не имеют предела текучести (суспензии, крахмала, клеи), но их кажущаяся вязкость растет с увеличением скорости.
Ко
второй группе реологически нестационарных
относятся неньютоновские жидкости, у
которых зависимость
от
изменяется от времени. Для этих жидкостей
кажущаяся вязкость определяется не
только скоростью сдвига, но и
продолжительностью сдвига, т.е.
предысторией жидкости. Такие жидкости
делятся на два класса: тиксотропные и
реопектические. У первых кажущаяся
вязкость падает, а у вторых - растет со
временем при постоянной скорости сдвига.
Такое поведение тиксотропных жидкостей
объясняется постепенным разрушением
структуры при деформации в условиях
постоянной скорости сдвига (краски,
кисломолочные продукты). Тиксотропия
является обратимым свойством: после
снятия напряжения структура жидкости
постепенно восстанавливается. В отличии
от тиксотропных реопектическим жидкостям
свойственно постепенное структурообразование
при сдвиге (некоторые коллоидные
растворы).
К третьей группе относятся вязкоупругие или максвеловские жидкости, которые текут под воздействием напряжения, но после снятия напряжения частично восстанавливают свою форму, подобно упругим твердым телам (некоторые смолы и пасты).