Реология структурированных жидкостей. Режимы течения и реологические уравнения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлена система реологических уравнений, полученная на основе структурно-кинетических представлений, которая описывает вязкие и упругие свойства структурированных жидкостей, а именно, концентрированных суспензий, эмульсий, мицеллярных растворов, растворов и расплавов полимеров. Уравнения структурной модели справедливы для равновесного стационарного течения и для равновесного осциллирующего течения. Уравнения пригодны для аппроксимации реологических кривых τ(γ.), N1(γ.), G,,(ω), G,(ω) на отдельных интервалах скорости сдвига или частоты колебаний. Каждому такому интервалу соответствует определенное состояние структуры. В качестве примера приведены результаты аппроксимации кривых сдвиговой вязкости для полимерного раствора, мицеллярного раствора и эмульсии.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Н. Матвеенко

Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: 13121946VNM@gmail.com

Химический факультет

Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр.3, ГСП-1

E. A. Кирсанов

Государственный социально-гуманитарный университет

Email: 13121946VNM@gmail.com
Россия, 140411, Московская обл., Коломна, ул. Зелёная, д. 30

Список литературы

  1. Виноградов Г.В., Малкин А.Я. Реология полимеров. М.: Химия, 1977. 440 C.
  2. Hunter R.J. Rheology of colloidal dispersions. Oxford University Press. 1989. P. 993–1052.
  3. Barnes H.A., Hutton J.F., Walters K. An introduction to rheology. Amsterdam: Elsevier. 1989. 199 P.
  4. Barnes H.A. A Handbook of elementary rheology. Aberystwyth: University of Wales. 2000. 201 P.
  5. Шрамм Г. Основы практической реологии и реометрии / пер. с англ. под ред. В. Г. Куличихина. Москва: КолосС. 2003. 312 C.
  6. Малкин А.Я., Исаев А.И. Реология: концепции, методы, приложения / пер. с англ. Санкт-Петербург: Профессия. 2007. 560 C.
  7. Larson R. G. The structure and rheology of complex fluids. New York, Oxford: Oxford University Press. 1999. 668 P.
  8. Кирсанов Е.А. Течение дисперсных и жидкокристаллических систем. Иваново: Изд.-во «Ивановский государственный университет». 2006. 232 C.
  9. Кирсанов Е. А., Матвеенко В. Н. Неньютоновское течение дисперсных, полимерных и жидкокристаллических систем. Структурный подход. Москва: Техносфера. 2016. 384 C.
  10. Casson N. A flow equation for pigment-oil suspensions of the printing ink type // Rheology of disperse systems / ed. Mill C.C. London: Pergamon Press. 1959. P. 84–104.
  11. Cross M. Rheology of non-newtonian fluids: a new flow equation for pseudoplastic systems // J. Colloid Sci. 1965. V. 20. P. 417–437.
  12. Матвеенко В.Н., Кирсанов Е.А. Структурное обоснование неньютоновского течения // Вестник Московского университета. Серия 2. Химия. 2017. Т. 58. № 2. С. 59–82.
  13. Матвеенко В. Н., Кирсанов Е. А. Структурная вязкость и структурная упругость полимерных расплавов // Журн. прикл. химии. 2018. Т. 91. № 5. С. 72–748.
  14. Матвеенко В. Н., Кирсанов Е. А. Структурная модель вязкоупругости полимеров // Вестник Московского университета. Серия 2. Химия. 2019. Т. 60. № 4. С. 207–225.
  15. Матвеенко В.Н., Кирсанов Е.А. Реология расплава полидиметилсилоксана. Структурный подход // Вестник Московского университета. Серия 2. Химия. 2022. Т. 63. № 2. С.55–68.
  16. Матвеенко В.Н., Кирсанов Е.А. Нормальные напряжения в реологии структурированных систем // Вестник Московского университета. Серия 2. Химия. 2022. Т. 63. № 3. С. 187–204.
  17. Левинский А.И. К реологии тиксотропных и реопексных суспензий // Колл. Журнал. 2023. Т. 85. № 6. С. 762–767. https://doi.org/10.31857/S0023291223600591
  18. Yufei Wei. Investigating and modeling the rheology and flow instabilities of thixotropic yield stress fluids. A dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy (Chemical Engineering). University of Michigan. 2019. 139 P.
  19. Ebagninin K. W., Benchabane A., Bekkour K. Rheological characterization of poly(ethylene oxide) solutions of different molecular weights // J. Colloid Interface Sci. 2009. V. 336. № 1. P. 360–367. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2009.03.01
  20. Cressely R., Hartmann V. Rheological behaviour and shear thickening exhibited by aqueous CTAB micellar solutions // Eur. Phys. J. B. 1998. V. 6. P. 57–62. https://doi.org/10.1007/s100510050526
  21. Rajinder Pal. New generalized viscosity model for non-colloidal suspensions and emulsions // Fluids. 2020. V. 5. № 3. 150. P. 1–28. https://doi.org/10.3390/fluids5030150
  22. Mehdi Maleki, Clément de Loubens, Hugues Bodiguel. Viscous resuspension of droplets // Phys. Rev. Fluid. 2022. V. 7. № 1. P. L011602. https://doi.org/10.1103/PhysRevFluids.7.L011602
  23. Федоров Ю. И., Михайлов А. С. Применение обобщенного уравнения течения для высоконаполненных полимерных систем // Вестник технологического университета. 2020. Т. 23. № 8. С. 90–93.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Зависимость вязкости от скорости сдвига в двойных логарифмических координатах для водного раствора полиэтиленоксида с массовой концентрацией 2.5%. Экспериментальные данные из работы [19].

Скачать (61KB)
3. Рис. 2. Зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига в корневых координатах для водного раствора полиэтиленоксида с массовой концентрацией 2.5%. а – на полном интервале скоростей сдвига; б – на интервале низких скоростей сдвига.

Скачать (118KB)
4. Рис. 3. Зависимость вязкости от скорости сдвига в двойных логарифмических координатах для мицеллярного раствора CTAB/NaSal с концентрацией сурфактанта CD(M) = 0.08. Экспериментальные данные из работы [20].

Скачать (61KB)
5. Рис. 4. Зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига в корневых координатах для мицеллярного раствора CTAB/NaSal с концентрацией сурфактанта CD(M) = 0.08. а – на полном интервале скоростей сдвига; б – на интервале низких скоростей сдвига.

Скачать (122KB)
6. Рис. 5. Зависимость вязкости от скорости сдвига в двойных логарифмических координатах для водной эмульсии масла с объемной концентрацией = 0.8. Экспериментальные данные из работы [7].

Скачать (54KB)
7. Рис. 6. Зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига в корневых координатах для водной эмульсии масла с объемной концентрацией = 0.8: а – на полном интервале скоростей сдвига; б – на интервале низких скоростей сдвига.

Скачать (95KB)

© Российская академия наук, 2025