online kép - Fájl  tube fájl feltöltés file feltöltés - adja hozzá a fájlokat online fedezze fel a legújabb online dokumentumok Kapcsolat
   
 

Letöltheto dokumentumok, programok, törvények, tervezetek, javaslatok, egyéb hasznos információk, receptek - Fájl kiterjesztések - fajltube.com

 

Online dokumentumok - kep
   
kategória
 

Biológia állatok Fizikai Földrajz Kémia Matematika Növénytan Számítógépes
Filozófia
Gazdaság
Gyógyszer
Irodalom
Menedzsment
Receptek
Vegyes

 
 
 
 













































 
 

REOLÓGIA

fizikai

Fájl küldése e-mail Esszé Projekt


egyéb tételek

 
Magneses jelenségek
REOLÓGIA
 
 

REOLÓGIA

Folyástan ,   „fizikai kémiai mechanika”

(Rehbinder)

·  a testek deformációjával foglalkozik

deformáció:  alakváltozás   Ş  mechanikai hatásra


                                  Ş  tömegpontok elmozdulnak

                                                     Ş  kapcsolatuk nem szünik meg

mechanikai hatás: külsö erök

    § izotrop (hidrosztatikai nyomás)    ® a test térfogata változik

                    alakja nem

   § anizotrop (nyírás)                   ® alakváltozás (V állandó)

MECHANIKAI HATÁS  ®  DEFORMÁCIÓ

   © reverzibilis:   elasztikus (rugalmas) deformáció szilárd test

         az energia potenciális  energiaként tárolódik

    © irreverzibilis: folyás

                                        az energia hö formájában disszipálódik

disszipáció:

     ¨ függ a deformáció sebességétöl:       viszkózus folyás

                 - ha sebessége az erövel arányos: Newtoni folyadék

                     - ha nem:                                 nem Newtoni folyadék

     ¨nem függ                                      plasztikus folyás

A test ellenállása Ft külsö erövel szemben:

 tangenciális nyírófeszültség t

   Ft       dx      V®            

                                                              

         D                            

         a

                                 

 X

 

§ nyírófeszültség:                      [ Pa ]

§ deformáció:                              

§ deformáció sebesség                   [s-1]

    (sebesség gradiens)

 

A deformáció alaptípusai:

 

a feszültség megszünése után 3 válasz:

§   rugalmas deformáció:   (acéllapra ejtett)    acélgolyó

§   képlékeny deformáció:                        plasztilin golyó

§   folyás:                                                       vízcsepp

VISZKÓZUS  FOLYÁS

(Irreverzibilis deformáció)

Newtoni folyadékok

 

·  molekuláris oldatok,

·  híg diszperziók, ha t kicsi és  részecskéik izometrikusak

- a súrlódás miatt a mozgás fenntartásához t feszültségre van szükség

-         gés megmarad

-        

NEWTON - törvény :              

g                                           t


                                                                   tgb = h

                                                                                    

  to                   t˘                t[ST1]                     b                      G

LAMINÁRIS ÁRAMLÁS (Newton-törvény érvényes)

                    L


p1            r                              p2                       A    A = 2prdr

Rounded Rectangular Callout: R       

   R


- áramlást fékezö (súrlódó)erö     Fs = - h(2pr L) v/r

- hajtóerö DP = p1 - p2                            Fh = r2p(p1 - p2)

· stacionárius áramlás (v = állandó)


                                            - h(2prL)dv/dr = r2p(p1 - p2)

                                              

                                                    dv = - r / 2hL (p1 - p2) dr

   - az átfolyó folyadék

     térfogatsebessége            ( 1 )  v = - (p1 - p2)r2 / 4hL+ konst


                                                                                                           = (p1 - p2) [R2 - r2 ] / 4hL  v = 0, ha

                                                                                                            r = R

 ( 2 )                  HAGEN - POISEUILLE    

Text Box:                          

- igy mérik h

- gázokra is érvényes

SZERKEZETI VISZKOZITÁS

 

· polimer oldatok,

· híg diszperziók, ha részecskéik anizometrikusak

a legtöbb kötöanyag oldat, színtelen lakk és minden pigmentált festék

- hcsökken ha t nö, a rendszer egyre "könnyebben" folyik

t                                                  ho = áll.                                     ho              hĄ

                                                                                                   G nö

h* közbülsö tartomány


hĄ = áll.

     G nö


G

TIXOTRÓPIA

 

· anizometrikus részecskékböl álló "érintésre mozgó"

   diszperz rendszerek

-         izoterm, reverzibilis szol-gél átalakulás                           - h csökken, ha t

nyugvó

h*                                                                                G (t)

                                                                 


           kevert

                           

                           t

Dilatancia

 

· egyes pigmentek, töltöanyagok

- ht -vel, a deformáció hatására a rendszer "megszilárdul"

Plasztikus folyás

 

· koherens diszperz rendszerek: nem térhálósított bevonatok (klórkaucsuk-, nitro-, akrilátlakkok)

        tf  folyáshatár



g                                                  t


                           t > tf

                                                                   tgb= hpl

                                                           

                           t < tf


    to                    t˘                  t                                      G

       ha  t < tf  rugalmas deformáció

       ha  t > tf  folyás

      

     és ha  t Ł tf  ®  G = 0

           FOLYÁSGÖRBÉK

G                                                   

                                   Newtoni folyadék

                                                            plasztikus folyás

                                   dilatancia

                                                                         tixotrópia

                                   szerkezeti viszkozitás

                       

     

                                                                  t

DISZPERZ  RENDSZEREK  VISZKOZITÁSA

A viszkozitást befolyásolja a részecskék

-        alakja

-        száma (koncentrációja)

-        kölcsönhatása az oldószerrel

-        molekulatömege

Ş  SZUSZPENZIÓK FOLYÁSA

· a híg szuszpenzió Newtoni folyadék

· izometrikus részecskékre  j < 0,05  térfogati tört mellett az anyagi minöségtöl függetlenül:

(1 + 2,5j)           EINSTEIN - egyenlet

        · anizometrikus részecskék

eltérések a Newton- törvénytöl

· Relatív viszkozitás

 

       

 

h ş h / ho = 1 + 2,5 j

 
      

      h ş h / ho = 1 + 2,5 j        

                                                                                  j = Vdiszperz  / Vdiszp+ Vközeg

     j helyett a sürüséggel:

r (g/cm3)    0,5    1,0     2,0

k                 5,0    2,5     1,25

 

 

h ş  ho (1 + k j )

 
                                    

                                     ahol     

· Fajlagos viszkozitás

a részecskéknek tulajdonítható fajlagos növekmény

  hsp ş h - ho / ho = hr - 1 = 2,5j

 


· Redukált viszkozitás

   független a töménységtöl is

  hred ş hsp / j = 2,5

 


                                                      mivel j = c / r

                                               hsp / C = k

Megjegyzés:

ANIZOMETRIKUS RÉSZECSKÉK esetén k > 2,5, nö a viszkozitás és az EINSTEIN-egyenlet csak kis koncentrációig érvényes.

MAKROMOLEKULÁK OLDATAINAK VISZKOZITÁSA

                          

· az oldott makromolekulák növelik a viszkozitást

- ha koncentrációjuk kicsi:

h = ho

· Belsö (határ) viszkozitás:

[hi] = lim hsp / j = 2,5

        j ®0

 


    [hi] = lim (h/ho) - 1

       c®0      C

- független a részecskék alakjától !

Tapasztalat: [h] = k Ma


  hsp/c


     100 -            lineáris polimer

Polivinil-alkohol vizes oldatainak

határ viszkozitása 330 K-en.

M                       [h] cm3/g

                43.000                               40

            120.000                                77

172.000                               96

             230.000                          117

 


    10 -          

                   globuláris polimer

          1 -              szuszpenzió

 [h]


                                               C

· az hsp/C vs. C görbék a részecske típusra jellemzöek                                 

VISZKOELASZTIKUS RENDSZEREK

      

- tojásfehérje (rugalmas és viszkózus)

- nem térhálós polimerek (inkább rugalmas)

- polimer oldatok, olvadékok (elsösorban viszkózus)



 MAXWELL - test


m                                                      Hooke - elem

 

MAXWELL - egyenlet

                                    

h             Newton- elem

             t     

 

A.     g = g (t) ,    to = állandó

nyúlás                   t = állandó            és     

                                     reverzibilis

                                          (rugalmas)         

                                         deformáció

                                       

               irreverzibilis

                                          deformáció

                                          (folyás)

                              t1                        idö

                                               konst

     a rúgó kezdeti nyúlása így     

Konstans feszültség hatására a deformáció reverzibilis és irreverzibilis részének nagyságát m és h aránya, l értékének a megfigyelés idötartamához való viszonya szabja meg

B.   t = t(t)  ,    g = állandó

Ha g állandó   (pillanatszerüen megnyújtjuk a modellt)

                  +                        

integrálva:

                                          

                                                                            

         to   -

A test ellenállása "elernyed" a                                                 g=k

deformáló erövel szemben.  

l®Ą t nem csökken , a test rugalmas    to/e                               

l®0 nem lép fel feszültség, a test folyik

                                                                                       t = l                t

 Relaxációs idö az az idötartam, amely alatt az adott deformáció fenntartásához szükséges kezdeti feszültség e részére csökken

C.  t = t( t ) ,         dg/dt = állandó

Konstans deformáció sebességgel nyújtunk

(így müködik a szakítógép)

              ha t = 0, t = 0 

t = k h[ 1 - ]

 


        

1.  h<< m   ®  a Hooke-elem nem müködik, a viszkózus jelleg

                            dominál

    (l nagy)                           [1 -         ] = 1

a nyújtás megkezdése után    t = k h

- így viselkednek a folyadékok, tömény polimer oldatok,

  polimer olvadékok

2 .  h<< m      ®         a Newton-elem nem müködik.

(l kicsi)    t = k' t         a deformáció reverzibilis, folyás nincs

- így viselkednek a kristályos anyagok és a polimerek

  (M ~107) kaucsukrugalmas állapotban.

t = k h[ 1 - ]

 
                                                                                          ha  h/ m >> t      = 1 +    így [ 1 -  ]=

                                                                                              elhanyagolható

         t = k h [] a feszültség az idövel lineárisan nö

h és m nagyságának viszonyától, valamint a vizsgálat idötartamától függöen a modell (az anyag) rugalmas, viszkózus, vagy viszkoelasztikus tulajdonsága dominál.

                                                                 

      t               

   t = k' t

                                                  t = k h


                                          


                                                              t

VISZKOPLASZTIKUS FOLYÁS

    Bingham-test

                              ha  T kicsi   plasztikus folyás   hpl = áll.


                                                T nagy   viszkózus folyás  hV = j(G)


                                      H                   t


N                                 V        

                                     tB                Bingham-féle folyáshatár



                                     tf -                                                           

               hpl = (t-tB) / G


                                                                                                               G

- ha t <tB  az anyag egy testként mozog (kapillárisokban például dugóként halad elöre). Amíg a nyírófeszültség kisebb a részecskék között ható nagy súrlódó eröknél, nem indul meg a folyás.      

- eltérések a modelltöl     a valóságban a rendszer plaszticitás mellett

szerkezeti viszkozitást is mutat.

t                                                             h

                   reális Bingham-test                         nagy részecskék

az áramló rendszer részecskéi

t'B                                                                                                                                       dezaggragálódnak

                         ideális

tB                    Bingham-test

                                                                                                          kis részecskék

                                               G                                                                G

                                                 Hooke

                           (rúgóelem)

                            

 Newton

                       (csillapító elem)

                                               St Venant

                        (súrlódó elem)

 
        

        

ideálisan rugalmas

                                                                             szilárd test       

     

  ideális folyadék    

ideálisan képlékeny test

viszkoplasztikus folyadék         viszkoelasztikus

reális  képlékeny test                 folyadék

      


Bingham-test                Maxwell-test

                                                  H

  N                      V                                   viszkoelaszticitás

                                                                                          (polimer oldat)

                                                  N           


                  viszkoelasztikus szilárd test

                                                       Kelvin-test  


H                           N    kaucsukrugalmasság

                                   (gumi)  


VISZKOELASZTICITÁS

     Kelvin-test     Viszkoelasztikus szilárd test


                                            nyúlás

       H                        N         

                                 

                                                      to        t1          t

- reverzibilisen müködik              a terhelés (t) t1 ideig tart,

        ha t > t1 a rúgó visszahúzza a dugattyút

                                           TELJES = RÚGÓ  + DUGATTYÚ

· a modell müködésének                to  =  t1 (t)  +  t2 (t)

  to  =    mg  +   h

 
  -  kezdetén:

 t ® 0, g ® 0 ,          

- végén :

t ®Ą,  g ® k = t/m ,       

                                              

                                                      

relaxációs idö      

  

·  T nagy     l kicsi     (kT nagy)                         

                                                             

      - ideálisan rugalmas anyagot  észlelünk

        (Hooke - törvény)

             · T kicsi   és t2 - t1 << l    (l most nagy)

- a modell látszólag a viszkózus anyag tulajdonságait mutatja (Newton - törvény)

       ®       


g                                   l1  < l 2 < l 3

                                                                                       l1

                                                                                        l2


                                                                                        l3


  min. mérési idö    t1    ¬ ezt látjuk ®  t2           idö


 [ST1]

Találat: 2585