Ќазаќстан республикасы ѓылым жєне білім министірлігі

Дәрiс 3. Бейньютондық сұйықтардың ағуы

жүктеу/скачать 1,07 Mb.

бет	4/29
Дата	15.04.2022
өлшемі	1,07 Mb.
	#31143

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 29

Дәрiс 3. Бейньютондық сұйықтардың ағуы.

Дәріс жоспары:

1. Жалпы мағлұмат.

2. Сұйықтардың параллель пластина арасындағы ағуы.

3. Сұйықтардың дөңгелек арналардан ағуы.
1. Инженерлік процестердің есептеуі, әртүрлі машиналарда ағуы және құрылғыларды (престеу, араластырғыштар, бөлгіштер, грануляторлар, құбырлар, және сол сияқты) және кинематикалық, қысым материалдың жылдамдыққа тәуелділігі қарайды. Энергетикалық есептеу агрегаттарының, өнімнің реологиялық құрамы, пішіні мен жұмыс арналарының өту туралы өте көп сұрақтар туындайды, біз оны практикада бақылаймыз – теориялық ынтамызды, ағу заңдылықтарды осы арналардағы өңдеу жабдықтарының өте көп түрлері бар.

Ағу процесінде кезінде кедергі тудырса, онда математикалық қиындықтар да болады, бірақ аналитикалық шешуді осы есептен кейін инженерлік практикада жақсы өтеді. Ағу процесте негізгі шешулері, ламинарлық қатар, изотермиялық процесс математикалық материал бөлшектерінің қабырғаға жылдамдығы практика жүзінде нөлге тең. Оны өзгертуге мүмкін емес, реологиялық құралы материалға уақыт мезгілде әсер етпейді, релаксацияға, тиксотропия, релаксация өсіне арналарға қарай бағытталған.

Жалпы арналарға сұйықтың шығыны бірақ ), сондықтан ) онда болады:

Арналарды ол кезде сұйық, сондықтан . Ламинарлық көрсеткіш потокта, сұйықтықтарда тұрақты параметрлері уақытқа қоямыз.

(3.1)

Көрсеткіштері

Осыларды қойып теңдеу шығарамыз, онда шығады:

(3.2)

Немесе

(3.3)

Осы теңдеуді Рабинович, Лунин, Шоффилд деген ғалымдар көп қолданылды, сұйықтарға

(3.4)

Мысалы, Ньютондық сұйықтар

немесе

Сонда қойғанда теңдеуде (3.3), Пуазейль теңдеуінде

мұндағы -қысымның түсуі, Па; - цилиндрлік каналдың ұзындығы,м.

Рейнер консистенциясы Р және V теңдеуі (3.4) жазуға болады:

(3.5)
Букингем теңдеуді бұл ламинарлық ағысқа ғана емес, бингамдық теңдеулерге де қолданамыз:

(3.6)

Сонда - Рейнольдс саны, р - сұйықтықтың тығыздығы.

(3.7)
2. Бейньютондық сұйықтар көлденең x өсіне қарай, жалпақ және де параллель шексіз пластинасын қарастырамыз. Параллель жалпақ пластиналар арасындағы h ені, L ұзындығы, В биіктігімен бейньютондық сұйықтықтың ағу сұлбасы суретте 3.1 көрсетілген. Қабырғаға жабысып өткен сұйықтық, осы өнімнің тұрған ыдысына байланысты болады. Оның құрамы, өлшемі, көлемі, ұзындығына байланысты келеді.

h - бейньютондық сұйықтықтың ені; L и В – параллель жалпақ пластиналардың ұзындығы мен биіктігі; Н – арнаның ені;  - ығысу кернеуі;  _ст– қабырғалар жанындағы ығысу кернеуі

Сурет 3.1. Параллель жалпақ пластиналар арасындағы бейньютондық сұйықтықтың ағу сұлбасы.

Сондықтан біз оны осылай қабылдаймыз: сұйықтың ламинарлы қозғалыс; реологиялық қасиеті уақытқа байланысты өзгермейді, сұйық сырғанап өтіп пластина үстінен өтеді, эффектіге қарай қиылысады.

Теңдеуі аналогиялық және былай құраймыз

және (3.8)

Төменде мысалдар келтірілген, өте көп қолданылатын инженерлік есептер және Ньютондық емес материалдар құбырлар көп таралған құйылсады.

3. Көлденең x өсіне қарай цилиндрлік каналда R радиусын сұйық ламинарлы түрде ағады. Цилиндрлік арнадағы бейньютондық сұйықтықтың ағу сұлбасы суретте 3.2 көрсетілген.

Қүштің қосындысы сұйық элементініің ұзындығы , нөлге тең болу қажет.

Сонда

Күштің сұлба нұсқасы, элементтердің сұйыққа әсер етеді.

Сұйықтың өте көп шығыны сақиналы радиусы болып табылады.

мұнда - сұйықтың жылдамдығы, - арақашықтығы

r мен l – цилиндрлік арнаның радиусы мен ұзындығы; р₁мен р₂ – цилиндрлік арнадағы бейньютондық сұйықтықтың кіру және шығу кезіндегі қысым

Сурет 3.2. Цилиндрлік арнадағы бейньютондық сұйықтықтың ағу сұлбасы.

Көлемдік шығындар аналогиялық есептер ағу сұйықтардың дөңгелек түрде арналардан ағады. Бұл кезде мұндай теңдеу жазылады:

Бұрынғы кезде талдау мен шет мемлекетінің қолданбалы есептеулердің азық-түлік өнімдерінің реологиясында көрсетті, сонда біз Оствальд, Бингам мен Гершель–Балкли ғалымдарының реологиялық есептеулерінен математикалық көрсеткіштерін, минималдық сандық өлшемдерін аламыз.

Реологиялық қасиетін оқу және зерттеу үшін, вискозиметрдің үш түрін қолданамыз: капилярлық, ротоционарлық және конус–тегіс. Олардың көптеген жағымды, мықтылығы және де өзінің кемшіліктері бар. Әрбір құрылғыларды біз әрқашанда қолданамыз, көптеген жақын және де практикалық суреттерде оның ағуы және оның дұрыс жауаптарын көрсетеміз.

Реологиялық модельдер физикалық мағынаға мән бермейді, қисық ағындарды формализациялықты көрсетеді.

Өзінді тексеруге арналған сұрақтар

1. Ағу процесте негізгі шешулері қандай? 2. Жалпы арналарға сұйықтың шығыны неге тең? 3. Қандай теңдеуді Рабинович, Лунин, Шоффилд деген ғалымдар көп қолданылды? 4. Пуазейль теңдеуін жазып берініз? 5. Букингем теңдеуі қандай болады? 6. Бейньютондық сұйықтар деген не? 7. Параллель жалпақ пластиналар арасындағы бейньютондық сұйықтықтың ағуы қалай жүреді? 8. Параллель жалпақ пластиналар арасындағы бейньютондық сұйықтықтың ағуы қандай теңдеумен сипатталады? 9. Цилиндрлік арнадағы бейньютондық сұйықтықтың ағу қалай жүреді? 10. Цилиндрлік арнадағы бейньютондық сұйықтықтың ағуы қандай теңдеумен сипатталады? 11. Реологиялық қасиетін оқу және зерттеу үшін вискозиметрдің қандай түрін қолданамыз?

Ұсынылатын әдебиет:

1. Горбатов А.В. Реология мясных и молочных продуктов. – М.: Пищевая промышленность, 1979. – 384 с.

2. Мачихин Ю.А., Мачихин С.А. Инженерная реология пищевых продуктов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 215 с.

3. Реология пищевых продуктов. /Еркебаев М.Ж., Кулажанов Т.К., Мачихин Ю.А., Медведков Е.Б. – Алматы, 2003. – 192 с.

4. Реология пищевых масс /К.П. Гуськов, Ю.А. Мачихин, С.А. Мачихин и др. – М.: Пищевая промышленность, 1970. – 207 с.

5. Реометрия пищевого сырья и продуктов: Справочник /Под ред. Ю.А. Мачихина. – М.: Агропромиздат. – 1990 – 271 с.

жүктеу/скачать 1,07 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 29