С. Ш.Құмарғалиева коллоидтық химия

жүктеу 5,89 Mb.

бет	96/105
Дата	25.10.2023
өлшемі	5,89 Mb.
	#44020

1 ... 92 93 94 95 96 97 98 99 ... 105

treatise128700

P = Р_а + η* ,

мұндағы η* – иілгіш тұтқырлық.

P < P_а жағдайында деформация жылдамдығы нольге тең болып, тек P > P_а жеткенде ғана кернеудің артуымен өседі. P_a = 0 жағдайында Бингам теңдеуі Ньютон теңдеуіне айналады. Р кернеуі екі құрамшыға бөлінеді деуге болады: құрылымның бұзылуына қажет Р_а кернеуі және ағуды қамтитін Р – Р_а кернеуі.
Ньютондық тұтқырлыққа қарағанда иілгіш тұтқырлықтың физикалық мәні өзгеше. Иілгіш тұтқырлықты деформация жылдамдығының кернеуге тәуелділік графигінен табуға болады: ол Р = Р_а нүктесінен шығатын түзудің еңкіш бұрыш котангенсіне тең. Ньютондық пен иілгіш тұтқырлықтың арасындағы қатынас

η = (P_a + η* )/ = η* + P_a/

ньютондық тұтқырлық дене ағуына қатысты кедергілердің барлық түрін ескеретінін көрсетеді. Ал иілгіш тұтқырлық ньютондық тұтқырлықтың бір бөлігі болып, Р_а шамасымен сипатталатын құрылым беріктігін ескермейді, бірақ құрылымның бұзылу жылдамдығын бейнелейді.

Өздерінің реологиялық сипаты бойынша дисперсті жүйелер сұйық тәрізді (Р_а =0) және қатты тәрізді (Р_а> 0) деп бөлінеді. Сұйық тәрізді жүйелердің өзін ньютондық және ньютондық емес деп жіктейді. Ньютондық жүйелердің тұтқырлығы кернеудің шамасына тәуелсіз. Кеңістіктегі құрылымдар пайда болған жағдайда дисперсті жүйелердің ағуы ньютондықтан ауытқиды, олардың тұтқырлығы берілген жүктемінің шамасына тәуелді болып, тиімді (эффективті) деп аталады.
Ньютондық дисперсті жүйелер. Дисперстік фазаның аз концентрациясында және құрылымдар түзілмеген жағдайда көптеген дисперсті жүйелердің сипаты ньютондық сұйықтықтарға сәйкес болады. Мұндай жүйелерде тұтқырлықтың (бөлшектердің бір-бірімен әрекеттеспеу шартында) дисперстік фаза концентрациясына тәуелділігі Эйнштейн теңдеуі арқылы бейнеленеді:

немесе ,

мұндағы η₀, η, η_мен – дисперсиялық ортаның, дисперсті жүйенің және меншікті тұтқырлықтар; φ – көлемдік үлес арқылы алынған дисперстік фазаның концентрациясы; α – бөлшектер формасының коэффициенті.

Бұл коэффициенттің ең кіші мәніне (α = 2,5) сфералық бөлшектер ие. Бұрыс пішіндегі бөлшектер үшін α > 2,5. Сұйықтықтың ағысындағы бөлшектер айналып, бұрыс формадағы бөлшектердің гидродинамикалық көлемі өздерінің нақты көлемінен үлкен болып шығады. Эйнштейн теңдеуі дисперстік фазаның тек аз концентрациясында ғана тәжірибелік нәтижелерді жақсы бейнелейді. Тұтқырлықтың есептелген шамаларының тәжірибеден анықталған шамалардан айырмашылығы жүйедегі бөлшектердің әрекеттесуін көрсетеді. Сонымен қатар, Эйнштейн теңдеуінен ауытқуы фазааралық беттерде қалыңдығы δ бөлшектердің өлшемдеріне жақын, жақсы дамыған беттік қабаттардың (қос электрлік, адсорбциялық, сольваттық) болуына байланысты. Осындай жағдайда Эйнштейн теңдеуі келесі түрде жазылады:

, (17.15)

мұндағы φ_эф – дисперстік фазаның тиімді концентрациясы.

Егер бөлшектер сфералық болып, олардың диаметрі d мен концентрациясы φ белгілі болса, жүйенің тұтқырлығын анықтап, беттік қабаттардың қалыңдығын бағалауға болады. Ол үшін Эйнштейн теңдеуі бойынша φ_эф, одан кейін δ мәнін табуға болады:

.

Ньютондық емес дисперсті жүйелер. Ньютондық емес дисперсті жүйелердің реологиялық сипаты ондағы түзілетін құрылымдарға байланысты. Мұндай құрылымдар бөлшектер арасындағы беттік күштердің тепе-теңдігімен, яғни потенциалды қисықтардың түрімен анықталады.
Осылай, дисперсті жүйелердің құрылым-механикалық қасиеттерін зерттей отырып, түзілетін құрылымдардың түрі мен бөлшектер арасындағы байланыстардың параметрлерін (беріктігін) анықтауға болады.

жүктеу 5,89 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 92 93 94 95 96 97 98 99 ... 105