Тақырыбы: Қоршаған ортаны қорғаудың коллоидтық-химиялық негіздері
Дисперстік жүйелерді зерттеудің реологиялық әдістері
жүктеу/скачать 29,46 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 3. Дисперстік жүйелердің құрылымдық-механикалық қасиеттері.
| 2. Дисперстік жүйелерді зерттеудің реологиялық әдістері
Физикалық денелердің (қатты денелер мен түрлі материалдардың) негізгі қасиеттері – олардың механикалық қасиеттері: беріктілік, серпімділік, эластикалылық, пластикалылық және тұтқырлық. Бұл қасиеттер дененің құрылымымен – олардың ішіндегі молекулалық байланысу күштерінің және молекулалардың жылулық қозғалыстарының ерекшеліктерімен байланысты, сондықтан оларды жалпы құрылымды-механикалық қасиеттер деп атайды. Қатты дененің құрылымы дегеніміз тек кристалдық тордың құрылысы ғана емес, сонымен қатар поликристалдық дененің дисперстік құрылымы, және де бір-бірімен молекулалық байланысқан атомдар, иондар, молекулалар немесе коллоидтық бөлшектерден түзілген құрылымдар. Мұнда қатты дененің құрылымы жеке бөлшектің – монокристалдың кристалдық торының құрылысымен ғана сипатталып қоймай, оның жеке бөлшегінің шамасымен де, сол бөлшектің өлшемі бойынша таралу сипатымен, қатты денеде ақаулардың болуымен және ақаулардың таралуымен де сипатталады. Жүйелердің құрылымды-механикалық қасиеттерін реология әдістерімен зерттейді. «Реология» атауы негізінен, гректің «ρεοσ» - «ағу» және «λογοσ» - «ілім» деген сөздерінен пайда болған. Дененің деформациясы деп – жүйенің біртұтастығы бұзылмастан басқа нүктемен салыстырмалы ығысуын айтады.Деформация қайтымды және қайтымсыз (қалдықты) болуы мүмкін. Қайтымды деформацияға серпімді деформациялар жатады. Қайтымсыз деформация тұтқыр (кез келген кернеу Р мәніндегі) ағуға және пластикалық (кейбір даңдарыстық мәндерден асқан кернеу Р мәндеріндегі) ағуға тең. Серпімді деформациялармен қатар көлемдік (созылу, сығылу), ығысу және айналу деформациясы деп бөлінеді. 3. Дисперстік жүйелердің құрылымдық-механикалық қасиеттері. Дисперстік жүйелердің құрылымдық-механикалық қасиеттері бойынша жіктелуі. Дисперстік жүйелерде құрылым түзілу, коа-гуляциялық және кристалдық- конденсациялық құрылымдар. Дисперстік жүйелер жүйелердің реологиялық қасиеттері. Сұйық тәрізді дисперстік дисперстік жүйелердің тұтқыр-лығы. Ньютон және Пуазель заңдары. Қалыпты және аномальды тұтқырлық. Құрылымды сұйық және қатты тәрізді жүйелердің реологиялық қасиеттері. Ығысудың шекті кернеуі. Тиксотропия. Технологиялық процестер-дегі тиксотропияның ролі. Сұйықтықтардың тұтқырлықтарын анықтау. Сұйықтықтардың тұтқырлығын әр түрлі әдістермен анықтауға болады. Біз тек маңыздыларына тоқталайық. Құлап келе жатқан шар әдісі сұйықтыққа белгілі көлемі мен массасы бар шар еркін құлау жылдамдығын анықтауға негізделген. Сұйықтықтың турбулентті қозғалысы пайда болмас үшін шардың құлау жылдамдығы өте көп болмау керек, ал шар құлайтын ыдыс кең болу керек. Тұтқырлық коэффициентінің теңдеуінен шығатын теңдеуден оңай табуға болады: Тәжірибеші шардың құлау жылдамдығы арқылы тұтқырлықты таба отырып, жүзгін бөлшектерінің радиустарын тұндыру жылдамдығы арқылы табуға тура келетін есепке кері келетін есепті шығарады. Теңдеуінен шардың құлау жылдамдығы сұйықтықтың тұтқырлығына кері пропорционалды екені көрініп тұр. Мұндай тәуелділік шардың кең ыдысқа құламай, Гепплер вискозиметрінде сияқты сұйықтығы бар қисайған шыны түтікше бойынша қозғалғанда сақталады . Капилляр арқылы сұйықтықтың ағу әдісі радиусы және ұзындығы белгілі капилляр арқылы сұйықтықтың көлемінің ағып өту уақытына негізделген. Бұл жағдайда тұтқырлықты мына теңдеу арқылы есептейді: мұнда V- τ уақытта ағып өткен сұйықтық көлемі; қалған белгілеулер теңдеуімен бірдей . Ротациялық вискозиметрлер арқылы анықтау. Тұтқырлықты бұл әдіс бойынша анықтайтын құрылғылар екі коаксиальді цилиндрден тұрады. Цилиндрлер арасындағы сақиналы тесіктерге зерттелетін сұйықтық құйылады. Цилиндрлердің бірін (әдетте ішкіні) айналдырады. Өте аз периодтан кейін цилиндрлердің ортасымен сұйықтықтың ағуының стационарлы режімі орнайды. Тұтқырлықты айналып тұрған цилиндрдің уақыт бірлігіндегі айналу санымен анықтайды. Осындай типтес құрылғылардың конструкциясын, бұрынғы Кеңес одағында М.П.Воларович жасаған. Ротациялық құрылғының басқа түрін Ф.Н.Шведов XIX- ғасырда жасаған болатын, ол да екі коаксиальді цилиндрлерден тұрады, оның сыртқысы тұрақты жылдамдықпен электрометр арқылы айналып тұрады, ал ішкісі жіңішке серпімді жіпке ілінген және оған орағытылу бұрышын санайтын көрсеткіш орнатылған. Сұйықтықты цилиндрлер ортасындағы кеңістікке құяды. Айналу кезінде сыртқы цилиндр сұйықтықты өзіне ілестіреді, ол ішкі цилиндрді айналуға келтіреді де, айналдыру күшінің моменті үйкеліс күштерінің моментіне тең болғанша белгілі бұрышқа айналдырады. Ішкі цилиндр ілінген жіп серпімді болғандықтан, бұл бұрыш тұтқырлыққа пропорциональды болады. Цилиндрдің айналу жылдамдығы мен айналу бұрышын байланыстыратын теңдеу бойынша, құрылғылардың тұрақтылықтарын біле отырып, тұтқырлықты есептеуге болады. Тәжірибеде абсолютті емес, есептен құрылғы тұрақтыларын алып тастауға болатын тұтқырлықты анықтаудың салыстырмалы әдістері жиі қолданылады. Бұл үшін шариктің құрау уақытын, ағу уақытын және т.б. параметрлерді стандартты ерітінділерге өлшеп алып, кейіннен осы шамаларды зерттелетін сұйықтықтарға өлшейді. Тұтқырлық мәні өлшенген параметрлерге пропорционалды болатындықтан, стандартты сұйықтықтардың тұтқырлығын біле отырып, алынған нәтижелерден зерттелетін сұйықтықтың тұтқырлығын есептейді. Тұтқырлық температураға күшті тәуелді болғандықтан, оны тек тұрақты температурада, құрылғыны термостатта қойып өлшеу керек. жүктеу/скачать 29,46 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|