ВВЕДЕНИЕ 2
1 Введение в реометрию 4
1.1 Основные понятия 4
1.2 Вискозиметры 10
1.2.1 Капиллярные вискозиметры 11
1.2.2 Ротационные вискозиметры 13
1.2.3 Вискозиметры с вибрирующим зондом 16
1.2.4 Вискозиметр с падающим шариком 18
2 Вискозиметр гепплера 19
2.1 Описание прибора и методики определения вязкости с помощью
вискозиметра Гепплера 19
2.2 Сборка и введение в эксплуатацию вискозиметра Гепплера 23
3 Практические исследования модальных жидкостей 25
3.1 Исследование ньютоновских жидкостей 25
3.2 Исследование неньютоновских жидкостей 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 44
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 45
Резко возросший за последнее время интерес исследователей и инженеров к проблеме течения и теплообмена реологически сложных сред, разработка этих проблем в России и за рубежом являются естественным откликом на актуальные потребности практики. Поток отечественных публикаций, в основном статей и докладов, на эту тему увеличивается весьма интенсивно. Большая часть их посвящена сравнительно несложным задачам реодинамики и установившегося теплообмена при ламинарном течении нелинейно-вязких (неньютоновских, так называемых степенных) жидкостей в трубах и каналах применительно к процессам переработки полимеров. В действительности на практике, особенно в теплотехнике и энергетике, гораздо чаще встречаются нелинейно-вязкопластичные среды, течение которых развивается после преодоление некоторого начального предельного напряжения сдвига (торф; высоковязкие и наполненные жидкодисперсные материалы; топливные смеси, композиции; пастообразные и другие горючие материалы с полимерным связующим; смазки; пасты и суспензии ядерного горючего; мазуты и т.д.). Механическое поведение таких текучих сред и характер протекания в них процессов тепломассопереноса отличаются исключительным своеобразием и особой спецификой, которые нельзя игнорировать [2].
Во многих отраслях промышленности распространены течения вязких сред в различных технологических элементах. В связи с этим технологам и конструкторам необходимо знать картину течения и свойства жидкостей для правильной организации процесса. Одной из основных характеристик жидкости является ее вязкость. Вязкость - способность текучих тел оказывать сопротивление перемещению одних своих слоёв относительно других. Для измерения реологических свойств жидкостей, в частности вязкости, применяются приборы, называемые вискозиметрами. Тип вискозиметра зависит от метода измерения вязкости, на котором он основывается, от температуры исследуемой среды, от свойств исследуемых сред (ньютоновские и неньютоновские жидкости). Для разных целей и видов исследований используют разные типы вискозиметров. В промышленности особое значение занимают ротационные вискозиметры, а также вискозиметры, основанные на методе Стокса. В медицине отдают предпочтение капиллярным вискозиметром. В химической промышленности требуются вискозиметры, способные работать в высоких температурах [6].
Исследования в области реологии, в частности в вискозиметрии, способствует развитию многих видов промышленности, работа которых напрямую связанна с ньютоновскими и неньютоновскими жидкостями.
Целью данного исследования является исследования реологических свойств различных модельных жидкостей. Изучение особенностей методики исследования неньютоновских жидкостей посредствам вискозиметра Гепплера. Получение навыков построения кривых течений для различных видов модельных жидкостей с разными реологическими свойствами. Нахождения реологических законов вязкости модальных жидкостей, расчет констант в этих законах.
Работа состоит из трех глав. В первой приводятся основные понятия и законы реологии и реометрии, описываются основные типы вискозиметров и принципы их работы. Во второй главе рассматривается более подробно вискозиметр Гепплера: его сборка, введение в эксплуатацию, раскрывается заложенная в прибор методика определения вязкости и приводится методика обработки результатов для исследования неньютоновских жидкостей с помощью вискозиметра Гепплера. Третья глава - экспериментальные исследования ньютоновских и неньютоновских жидкостей, обработка результатов, построение кривых течения и нахождение реологических законов течения исследуемых жидкостей.
1. Изучена литература по тематике механики сплошных сред, гидродинамике и основам реологии;
2. Изучены основные виды вискозиметров и их принципиальные концепции определения вязкости;
3. Основана методика работы с вискозиметром Гепплера, разработанная Т.Ф. Никулиной и И.Н. Влодавец, для исследования реологических свойств ньютоновских жидкостей. Эмпирически доказана приемлемость данной методики для исследования неньютоновских жидкостей с помощью вискозиметра Гепплера и определения эффективной вязкости исследуемой среды при заданных напряжениях сдвига.
4. Проведены исследования по измерению вязкости ньютоновских и неньютоновских жидкостей в условиях изменяющейся температуры и при разных градиентах скоростей. Найдены зависимости ц(Т), ц(у) для каждой исследуемой жидкости.
5. Построены кривые течения модельных жидкостей;
6. Вычислены константы реологических законов модельных жидкостей.
