Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Модели для описания некоторых неньютоновских системСодержание книги
Поиск на нашем сайте
При движении вязкой ньютоновской жидкости по круглой трубе в соответствии с законом вязкого трения Ньютона касательное напряжение τ пропорционально градиенту скорости u(r) (1) где r текущий радиус. Величина называется скоростью сдвига и предыдущее уравнение записывается в виде: (2) При этом считается, что при температуре Т = const коэффициент динамической вязкости η=const. Уравнение (2) представляет собой простейший пример реологического уравнения жидкости. Это уравнение содержит единственный реологический параметр – динамический коэффициент вязкости. Наиболее простой классификацией неньютоновских жидкостей является классификация, в которой неньютоновские жидкости группируются по трем основным категориям. 1. Неньтоновские вязкие жидкости, для которых скорость сдвига зависит только от приложенных напряжений, т. е. (3) 2. Жидкости для которых скорость сдвига, определяется не только величиной касательного напряжения, но и продолжительностью его действия. 3. Вязкоупругие жидкости, проявляющие одновременно вязкость и упругость. Неньютоновские вязкие жидкости делятся на две группы: а) жидкости, обладающие начальным напряжением сдвига т.е. жидкости, которые начинают течь лишь после того, как касательное напряжение превысит некоторый предел . б) жидкости, не обладающие начальным напряжением сдвига Примером жидкости группы а) является вязкопластичная жидкость.
т.е. при среда ведет себя как твердое тело. Величина η называется коэффициентом пластической вязкости. Примером жидкостей группы б) являются степенные или нелинейно- вязкие жидкости. Их реологическое уравнение состояния имеет вид:
где k – консистентность; n- индекс течения.
Зависимость касательного напряжения от скорости сдвига называется кривой течения Кривые течения степенных жидкостей проходят через начало координат. При n<1 жидкость называется псевдопластичной, а при n>1 дилатантной Для неньтоновской вязкой жидкости вводится понятие кажущейся вязкости и текучести
Целый ряд неньютоновских систем, в частности применяемых в нефтегазопромысловой механике, характеризуются неравновесностью, определяемой временем запаздывания. В процессе проведения лабораторных работ было замечено: если сосуд заполнить раствором полимеров или нефтью с достаточно большим содержанием асфальтено-смолистых веществ, создать в нем избыточное давление и герметически закрыть, давление в сосуде медленно падает до некоторой величины, а затем стабилизуется. Причем скорость падения давления и разница между начальным и конечным его значениями зависят от условий проведения опыта. Аналогичный эффект имеет место и при нагружении однородных жидкостей с полностью растворенным полиакриламидом, а также в случае эмульсий. В общем случае дисперсные системы нельзя описать какой-нибудь одной реологической моделью. Различными исследованиями показано, что модель, описывающая движение смесей, может быть выбрана в зависимости от конкретных условий движения, например от концентрации, скорости, относительной скорости фаз, от рода материала, формы частиц, размера и формы трубы и т. д. Модель, описывающая движение смеси, изменяется в зависимости от условий задачи, а также от возможности математической реализации полученных уравнений. Выбор механической модели, адекватно описывающей поведение аномальных жидкостей, зачастую приводит к ситуации, в которой трудно отдать предпочтение одной из нескольких предложенных моделей. Очевидно, что существует некоторая область значений экспериментальных условий, в которой можно установить различие между предлагаемыми моделями. В связи с этим целесообразна постановка задачи о выборе такого плана эксперимента и определенного критерия, которые позволят с наибольшей достоверностью принять определенную модель для описания течения исследуемой жидкости. На рис. 14 приведены типичные кривые зависимости τ (V*) для нефти месторождения Карадаг с содержанием смолы 82% при различных температурах. Из этого рисунка следует, что для испытуемой нефти кривые течения нелинейны и проходят через начало координат, причем они вогнуты к оси градиента скорости. Такие неньютоновские жидкости называются псевдопластичными. Эти кривые течения имеют нелинейный участок при небольших
Рис. 14 градиентах скорости и линейный участок при больших. С нагревом нефти нелинейный участок кривой течения наблюдается при сравнительно малом диапазоне изменения модуля градиента скоростей. Следует отметить, что чем больше количество растворенного газа, тем при меньшем диапазоне изменения модуля градиента скоростей будет наблюдаться нелинейный участок [28, 35]. При нанесении величины τ для различных диаметров капилляров на график в зависимости от V* все данные укладывались на одну общую кривую. Кривые течения для смолистых нефтей и смеси масел вапор-брайтсток имеют общий характер. Реологическую кривую течения неньютоновских нефтей в рассматриваемом диапазоне изменения модуля градиента скоростей можно аппроксимировать моделью вязкой среды, линейной и нелинейной моделями вязкопластичной среды. Для описания механических свойств неньютоновских нефтей можно применять интерполяционную формулу степенной зависимости f = k'V*n', (1.34) где k' — показатель консистенции; п' — показатель неньютоновского поведения нефти. Эта модель может рассматриваться как вязкопластичная, но нелинейная. Отметим, что уравнение (1.34), подобное уравнению, представляющему истинную кривую течения t=kyn, удобнее для инженерных расчетов, так как осуществляет непосредственную связь перепада давления с расходом в зависимости от размеров системы и реологических характеристик нефти. ЛЕКЦИЯ №8
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-06; просмотров: 429; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.15.225.188 (0.008 с.) |