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

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

REOLÓGIA

fizikai

egyéb tételek   Magneses jelenségek REOLÓGIA

REOLÓGIA

Folyástan , "fizikai kémiai mechanika"

(Rehbinder)

a testek deformációjával foglalkozik

deformáció alakváltozás mechanikai hatásra

tömegpontok elmozdulnak

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 F_t külsö erövel szemben:

tangenciális nyírófeszültség t

F_t 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

g nö és megmarad

NEWTON - törvény :

g t

tgb h

t_o                   t t[ST1]  b G

LAMINÁRIS ÁRAMLÁS (Newton-törvény érvényes)

L

p₁ r p₂ A A = 2prdr

R

- áramlást fékezö (súrlódó)erö F_s h pr L v/ r

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

stacionárius áramlás (v = állandó)

- h prL)dv/dr = r²p(p₁ - p₂)

dv = - r / 2hL (p₁ - p₂) dr

- az átfolyó folyadék

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

(p₁ - p₂) R² - r² hL ^{v = 0, ha}

^{r = R}

( ) HAGEN - POISEUILLE

- 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                  h_o = áll. h_o h

G nö

h közbülsö tartomány

h = áll.

G nö

G

TIXOTRÓPIA

anizometrikus részecskékböl álló "érintésre mozgó"

diszperz rendszerek

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

nyugvó

h G (t)

kevert

t

Dilatancia

egyes pigmentek, töltöanyagok

h nö t -vel, a deformáció hatására a rendszer "megszilárdul"

Plasztikus folyás

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

t_f folyáshatár

g t

t > t_f

tgb h_pl

t < t_f

t_o t t G

ha t < t_f rugalmas deformáció

ha t > t_f folyás

és ha t t_f 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

SZUSZPENZIÓK FOLYÁSA

a híg szuszpenzió Newtoni folyadék

izometrikus részecskékre j < térfogati tört mellett az anyagi minöségtöl függetlenül:

j EINSTEIN - egyenlet

anizometrikus részecskék

eltérések a Newton- törvénytöl

Relatív viszkozitás

h h h_o j

 

h h h_o j

j V_diszperz / V_diszp+ V_közeg

j helyett a sürüséggel

r (g/cm3) 0,5 1,0 2,0 k       5,0 2,5 1,25

h h_o (1 + k j

 

ahol

Fajlagos viszkozitás

a részecskéknek tulajdonítható fajlagos növekmény

	hsp h ho ho hr j

Redukált viszkozitás

független a töménységtöl is

h_red h_sp j

 

mivel j c / r

h_sp 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 h_o

Belsö (határ) viszkozitás:

h_i = lim h_sp j

j

hi lim h h_o

c C

- független a részecskék alakjától !

Tapasztalat: h = k M^a

h_sp/c

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 h_sp/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) , t_o = 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:

t_o

A test ellenállása "elernyed" a              g=k

deformáló erövel szemben.

l t nem csökken , a test rugalmas t_o/e

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

dominál

l nagy)

a nyújtás megkezdése után t = k h

- így viselkednek a folyadékok, tömény polimer oldatok,

polimer olvadékok

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

ha h m >> t    így

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 h_pl = áll.

T nagy viszkózus folyás h_V j(G)

H t

N V

t_B Bingham-féle folyáshatár

t_f

h_pl t t_B G

G

ha t <t_B 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

t_B 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

t_o        t₁ t

reverzibilisen müködik a terhelés (t) t₁ ideig tart,

ha t > t₁ a rúgó visszahúzza a dugattyút

TELJES = RÚGÓ + DUGATTYÚ

a modell müködésének t_o t (t) + t (t)

t_o mg + h

t g 0 ,

- végén :

t , 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 < l

l

l

l

min. mérési idö t₁ ezt látjuk t₂ idö

Találat: 4403