Свойства неньютоновских жидкостей. Нефть это ньютоновская жидкость


Свойства неньютоновских жидкостей

Фильтрация нефти в пористой среде идет согласно линейному закону трения Ньютона, то есть касательные напряжения сдвига прямо пропорциональны градиенту скоростей движения одних слоев жидкости относительно других. Зависимость скорости фильтрации (v) от градиента давления (grad P) таких жидкостей имеет форму прямой линии, проходящей через начало координат (рис. 5, линия 1). Такие жидкости называются ньютоновскими.

Для ньютоновской жидкости (нефти) основным параметром, характеризующим ее течение, служит коэффициент динамической вязкости - коэффициент пропорциональности в законе вязкого трения Ньютона:

где т - касательное напряжение сдвига;

- градиент скорости

в направлении, перпендикулярном к направлению течения х.

Однако не редко, когда на нефтяных месторождениях при их разработке нарушается прямолинейный закон трения Ньютона. В этих случаях зависимость скорости фильтрации от градиента давления имеет вид кривой, проходящей через начало координат выпуклостью к оси градиента (рис. 5, линия 2). Такие жидкости

Рис. 5. График зависимости скорости фильтрации ньютоновской и неньютоновской жидкости от градиента давления: 1 - дилатантная; 2 - ньютоновская; 3 - неньютоновская (псевдопластичная)

обладают структурно-механическими свойствами и называются неньютоновскими (вязкопластичными). Основным показателем неньютоновских свойств при фильтрации нефти (жидкости) в пористой среде является предельный (начальный) градиент давления (рис. 5, крив. 3), после превышения которого начинается движение нефти (жидкости) в горной породе.

Фильтрация неньютоновской жидкости в пористой среде описывается формулой

где ц' - структурная вязкость, аналогичная вязкости обычной , dp •• „

нефти, — - градиент давления, G - начальный, предельный градиент давления.

Неньютоновские свойства жидкостей обладают структурно-механическими свойствами, когда структурная вязкость нефти (жидкости) изменяется.

При небольших градиентах давления пластовая нефть, обладая структурно-механическими свойствами, как в капиллярах, так и в пористой среде, имеет при движении неразрешенную структуру. Но с увеличением градиента давления структура начинает разрушаться, и при достижении определенной величины структура разрушается полностью и жидкость начинает движение как ньютоновская жидкость.

Установлено, что особенности фильтрации неньютоновских свойств проявляются в основном при малых скоростях, то есть на удалении от скважины. Неньютоновские свойства нефти в пласте проявляются при высоком содержании в ней ас-фальтосмолопарафинистых веществ; при физико-химическом взаимодействии пластовой нефти и материала пористой среды с жидкостями, проникающими в пласт. Разработка месторождений с неньютоновскими (вязкопластичными) жидкостями связана со многими осложнениями при проведении геолого-технических мероприятий, исследовании скважин, подготовке и транспортировке нефти и так далее. Свойства неньютоновских нефтей исчезают при их нагреве и увеличении скоростей фильтрации.

studopedya.ru

Неньютоновская жидкость

Введение

…материал, который обладает удивительнымисвойствами: при малых нагрузках он мягкийи эластичный, а при больших – становитсятвердым и очень упругим.

Ни один человек не может уйти от реального материального мира, окружающего его и в котором он сам живёт. Природа, быт, техника и всё то, что нас окружает и в нас самих происходит, подчинено единым законам происхождения и развития – законам ФИЗИКИ.

Природа – настоящая физическая лаборатория, в которой человек должен быть активным наблюдателем, творцом, но не рабом природы, неспособным хотя бы приближенно объяснить наблюдаемые им природные явления. С самого рождения каждый человек знакомится с веществами, окружающими его, подрастая, человек начинает отличать разного рода жидкости от газов или твёрдых тел, понимая, какие отличительные свойства присущи веществам. В малом возрасте ребёнок не сильно задумывается над этими интересными признаками, не понимает, почему вода – это жидкость, а снег – твёрдое тело… Чем старше становится человек, тем шире становится область его знаний, тем глубже он понимает суть вещей. Так, для каждого человека наступает момент, когда под понятием жидкость он будет понимать не просто молоко или же воду, он поймёт, что жидкость, как и любой другой род материи, имеет свою классификацию, основные свойства. Основным свойством жидкости, отличающим её от других агрегатных состояний, является способность неограниченно менять форму под действием касательных механических напряжений, даже сколь угодно малых, практически сохраняя при этом объём. Жидкое состояние обычно считают промежуточным между твёрдым телом и газом: газ не сохраняет ни объём, ни форму, а твёрдое тело сохраняет и то, и другое. Жидкости делят на идеальные и реальные. Идеальные – невязкие жидкости, обладающие абсолютной подвижностью, т.е. отсутствием сил трения и касательных напряжений и абсолютной неизменностью. Реальные – вязкие жидкости, обладающие сжимаемостью, сопротивлением, растягивающим и сдвигающим усилиям и достаточной подвижностью, т.е. наличием сил трения и касательных напряжений.

Актуальность проекта:

Нас окружает огромное количество жидкостей. Жидкость окружает везде и всегда. Сами люди состоят из жидкости, вода дает нам жизнь, из воды мы вышли и к воде всегда возвращаемся. Мы все время сталкиваемся с использованием жидкостей, пьем чай, моем руки, заливаем бензин в автомобиль, наливаем масло на сковороду. Основным свойством жидкости является то, что она способна менять свою форму под действием механического воздействия. Но оказалось, что не все жидкости ведут себя привычным образом. Это так называемые неньютоновские жидкости. Мы заинтересовалась необычными свойствами таких жидкостей и провели несколько опытов.

Гипотеза:Провести опыты, в которых наглядно можно увидеть некоторые физические свойства неньютоновских жидкостей.

Цели проекта:Получить неньютоновскую жидкостьИзучить некоторые физические свойства неньютоновской жидкости

Задачи проекта:Собрать теоретический материал о неньютоновской жидкостиОпытным путём изучить некоторые физические свойства неньютоновских жидкостей (плотность, температура кипения, температура кристаллизации)Узнать область применения неньютоновских жидкостей

Методы исследования:НаблюдениеИзучение теоретических материаловПроведение опытовАнализ

Теоретическая часть

Жидкость – это одно из состояний вещества. Таких состояний три, их еще называют агрегатными, это газ, жидкость и твердое вещество. Жидким вещество называют, если оно обладает свойством неограниченно менять форму под внешним воздействием, сохраняя при этом объём.

Жидкое состояние обычно считают промежуточным между твёрдым телом и газом: газ не сохраняет ни объём, ни форму, а твёрдое тело сохраняет и то, и другое. Жидкости бывают идеальные и реальные. Идеальные – невязкие жидкости, обладающие абсолютной подвижностью, т.е. отсутствием сил трения и касательных напряжений и абсолютной неизменностью объёма под воздействием внешних сил. Реальные – вязкие жидкости, обладающие сжимаемостью, сопротивлением, растягивающим и сдвигающим усилиям и достаточной подвижностью, т.е. наличием сил трения и касательных напряжений. Реальные жидкости могут быть ньютоновскими и неньютоновскими.

К ньютоновским относятся однородные жидкости. Ньютоновская жидкость – это вода, масло и большая часть привычных нам в ежедневном использовании текучих веществ, то есть таких, которые сохраняют свое агрегатное состояние, что бы вы с ними не делали (если речь не идет об испарении или замораживании, конечно).

Другое дело – это неньютоновские жидкости. Их особенность заключена в том, что их текучие свойства колеблются в зависимости от скорости ее тока.

Еще в конце XVII века великий физик Ньютон обратил внимание, что грести веслами быстро гораздо тяжелее, нежели если делать это медленно. И тогда он сформулировал закон, согласно которому вязкость жидкости увеличивается пропорционально силе воздействия на нее. Ньютон пришел к изучению течения жидкостей, когда пытался моделировать движение планет Солнечной система посредством вращения цилиндра, изображавшего Солнце, в воде. В своих наблюдениях он установил, что если поддерживать вращение цилиндра, то оно постепенно передаётся всей массе жидкости. Впоследствии для описания подобных свойств жидкостей стали использовать термины «внутреннее трение» и «вязкость», получившие одинаковое распространение. Исторически, эти работы Ньютона положили начало изучению вязкости и реологии.

Когда жидкость неоднородна, например, состоит из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры, то при её течении вязкость зависит от градиента скорости. Такие жидкости называют неньютоновскими. Неньютоновскими, или аномальными, называют жидкости, течение которых не подчиняется закону Ньютона. Таких, аномальных с точки зрения гидравлики, жидкостей немало. Они широко распространены в нефтяной, химической, перерабатывающей и других отраслях промышленности.

Неньютоновские жидкости не поддаются законам обычных жидкостей, эти жидкости меняют свою плотность и вязкость при воздействии на них физической силой, причем не только механическим воздействие, но даже звуковыми волнами и электромагнитными полями. Если воздействовать механически на обычную жидкость, то, чем большее будет воздействие на нее, тем больше будет сдвиг между плоскостями жидкости, иными словами, чем сильнее воздействовать на жидкость, тем быстрее она будет течь и менять свою форму. Если воздействовать на неньютоновскую жидкость механическими усилиями, мы получим совершенно другой эффект, жидкость начнет принимать свойства твердых тел и вести себя как твердое тело, связь между молекулами жидкости будет усиливаться с увеличением силы воздействия на нее, вследствии мы столкнемся с физическим затруднением сдвинуть слои таких жидкостей. Вязкость неньютоновских жидкостей возрастает при уменьшение скорости тока жидкости.

Экспериментальная часть

В практической части мы провели несколько опытов.

Эксперимент №1 «Получение неньютоновской жидкости»

Цель: получить неньютоновскую жидкость и проверить, как она ведёт себя в обычных условиях.

Оборудование: вода, крахмал, чаша.

Ход эксперимента:1 Взяли чашу с водой и крахмал. Смешали в равных долях вещества. 2 Получилась белая жидкость.

Заметили, если мешать быстро, чувствуется сопротивление, а если медленнее, то нет. Получившуюся жидкость можно налить в руку и попробовать скатать шарик. При воздействии на жидкость, пока мы будем катать шарик, в руках будет твердый шар из жидкости, причем, чем быстрее и сильнее мы будем на него воздействовать, тем плотнее и тверже будет наш шарик. Как только мы разожмем руки, твердый до этого времени шар тут же растечется по руке. Связано это будет с тем, что после прекращения воздействия на него, жидкость снова примет свойства жидкой фазы.

Эксперимент №2 «Изучение некоторых физических свойств неньютоновских жидкостей»

Для изучения свойств мы взяли смесь крахмала с водой, полученную в предыдущем эксперименте, гель для душа и подсолнечное масло.

Цель этого эксперимента: опытным путём определить плотность, температуру кипения и температуру кристаллизации данных жидкостей.

В результате проведённых опытов, мы получили следующие данные:

Эксперимент №3 «Изучение влияния магнитных полей на неньютоновскую жидкость»

Эксперименты с ферромагнитной жидкостью широко распространены в виде видеороликов в интернете. Дело в том, что данный вид жидкости под действием магнита совершает определенные движения, что делает эксперименты очень зрелищными.

Ферромагнитную жидкость можно изготовить своими руками в домашних условиях. Для этого возьмём масло (подойдет моторное, подсолнечное и прочие), а также тонер для лазерного принтера (субстанция в виде порошка). Теперь смешаем оба ингредиента до консистенции сметаны.

Для того, чтобы эффект был максимальным, погреем получившуюся смесь на водяной бане в течение приблизительно получаса, не забывая при этом ее помешивать.Ферромагнитная жидкость (феррофлюид) – это жидкость, которая сильно поляризуется под воздействием магнитного поля. Проще говоря, если приблизить обычный магнит к этой жидкости, она производит определенные движения, например, становится похожей на ежика, встает горбом и т.д.

Изготовление игрушки – лизуна

Самая первая игрушка-лизун или слайм (slime) была сделана компанией Mattel в 1976 году. Игрушка-Лизун заслужила популярность благодаря своим забавным свойствам – одновременно текучести, эластичности и возможности постоянно трансформироваться. Обладающий свойствами неньютоновской жидкости, игрушка-лизун быстро стала безумно популярной у детей и взрослых. Лизуна можно было купить не везде, но забавную игрушку скоро научились делать в домашних условиях.

Изготовление лизуна своими руками и в домашних условиях отличается от оригинального рецепта. Поэтому будем использовать более доступные вещества:

1. Клей ПВА. Белый, желательно свежий клей можно купить в любом канцелярском или строительном магазине. Клея для Лизуна нам понадобится примерно половина обычного стакана, около 100 гр.2. Вода – самая обычная вода из-под крана. При желании можно взять кипяченую, комнатной температуры. Понадобится немного больше стакана.3. Тетраборат натрия, боракс или бура. Может быть приобретен в аптеке, в форме 4%-ного раствора.4. Пищевой краситель или несколько капель зеленки. Оригинальный лизун – зеленый, и зеленка отлично подходит на роль подкрашивающего вещества. 5. Мерный стакан, посуда и палочка для смешивания. В качестве палочки можно взять карандаш, ложку или любой другой подходящий предмет.

Переходим к самому процессу создания лизуна:

- Растворяем столовую ложку боракса в стакане воды.- Четверть стакана воды и четверть стакана клея превращаем в однородную смесь в другой посуде. При желании туда же добавляем краситель. - Перемешивая клеевую смесь, постепенно добавляем туда раствор буры, примерно полстакана. Мешаем до получения желеобразной однородной массы.- Проверяем результат: загустевшая субстанция, собственно, и является игрушкой лизуном. Ее можно выложить на стол, помять и проверить все ее оригинальные свойства.

Применение неньютоновских жидкостей

В мире, как ни странно, очень популярны данные жидкости. При исследовании неньютоновских жидкостей в первую очередь изучают их вязкость. Знания о вязкости и о том, как ее измерять и поддерживать, помогают и в медицине, и в технике, и в кулинарии, и в производстве косметики.

Применение в косметологии

Косметические компании зарабатывают огромную прибыль на том, что смогли найти идеальный баланс вязкости, который нравится покупателям.

Чтобы косметика держалась на коже, ее делают вязкой, будь это жидкий тональный крем, блеск для губ, подводка для глаз, тушь для ресниц, лосьоны, или лак для ногтей. Вязкость для каждого изделия подбирается индивидуально, в зависимости от того, для какой цели оно предназначено. Блеск для губ, например, должен быть достаточно вязким, чтобы долго оставаться на губах, но не слишком вязким, иначе тем, кто им пользуется, будет неприятно ощущать на губах что-то липкое. В массовом производстве косметики используют специальные вещества, называемые модификаторами вязкости. В домашней косметике для тех же целей используют разные масла и воск.

В гелях для душа вязкость регулируют для того, чтобы они оставались на теле достаточно долго, чтобы смыть грязь, но не дольше, чем нужно, иначе человек почувствует себя снова грязным. Обычно вязкость готового косметического средства изменяют искусственно, добавляя модификаторы вязкости.

Наибольшая вязкость — у мазей. Вязкость кремов — ниже, а лосьоны — наименее вязкие. Благодаря этому лосьоны ложатся на кожу более тонким слоем, чем мази и кремы, и действуют на кожу освежающе. По сравнению с более вязкой косметикой, их приятно использовать даже летом, хотя втирать их нужно сильнее и чаще приходится наносить повторно, так как они долго не задерживаются на коже. Кремы и мази дольше остаются на коже, чем лосьоны, и сильнее ее увлажняют. Их особенно хорошо использовать зимой, когда в воздухе меньше влаги. В холодную погоду, когда кожа сохнет и трескается, очень помогают такие средства как, например, масло для тела — это что-то среднее между мазью и кремом. Мази намного дольше впитываются и после них кожа остается жирной, но они намного дольше остаются на теле. Поэтому их часто используют в медицине.

От того, понравилась ли вязкость косметического средства покупателю, часто зависит, выберет ли он это средство в будущем. Именно поэтому производители косметики тратят много усилий на то, чтобы получить оптимальную вязкость, которая должна понравиться большинству покупателей. Один и тот же производитель часто выпускает продукт для одних и тех же целей, например гель для душа, в разных вариантах и с разной вязкостью, чтобы у покупателей был выбор. Во время производства строго следуют рецепту, чтобы вязкость соответствовала стандартам.

Применение в кулинарииЧтобы улучшить оформление блюд, сделать еду более аппетитной и чтобы ее было легче есть, в кулинарии используют вязкие продукты питания.

Продукты с большой вязкостью, например, соусы, очень удобно использовать, чтобы намазывать на другие продукты, как хлеб. Их также используют для того, чтобы удерживать слои продуктов на месте. В бутерброде для этих целей используют масло, маргарин, или майонез — тогда сыр, мясо, рыба или овощи не соскальзывают с хлеба. В салатах, особенно многослойных, также часто используют майонез и другие вязкие соусы, чтобы эти салаты держали форму. Самые известные примеры таких салатов — селедка под шубой и оливье. Если вместо майонеза или другого вязкого соуса использовать оливковое масло, то овощи и другие продукты не будут держать форму.

Вязкие продукты с их способностью удерживать форму используют также для украшения блюд. Например, йогурт или майонез на фотографии не только остаются в той форме, которую им придали, но и поддерживают украшения, которые на них положили.

Применение в медицине

В медицине необходимо уметь определять и контролировать вязкость крови, так как высокая вязкость способствует ряду проблем со здоровьем. По сравнению с кровью нормальной вязкости, густая и вязкая кровь плохо движется по кровеносным сосудам, что ограничивает поступление питательных веществ и кислорода в органы и ткани, и даже в мозг. Если ткани получают недостаточно кислорода, то они отмирают, так что кровь с высокой вязкостью может повредить как ткани, так и внутренние органы. Повреждаются не только части тела, которым нужно больше всего кислорода, но и те, до которых крови дольше всего добираться, то есть, конечности, особенно пальцы рук и ног. При обморожении, например, кровь становится более вязкой, несет недостаточно кислорода в руки и ноги, особенно в ткань пальцев, и в тяжелых случаях происходит отмирание ткани. В такой ситуации пальцы, а иногда и части конечностей приходится ампутировать.

Применение в технике

Неньютоновские жидкости используются в автопроме, моторные масла синтетического производства на основе неньютоновских жидкостей уменьшают свою вязкость в несколько десятков раз, при повышении оборотов двигателя, позволяя при этом уменьшить трение в двигатели.

Заключение и выводы

В результате проделанной работы был проведён обзор теоретических источников информации. Проведена серия экспериментов с неньютоновской жидкостью, рассчитали плотность, определили температуру кипения и кристаллизации неньютоновских жидкостей.

По результатам экспериментов можно сделать следующие выводы:1. Если мешаем быстро неньютоновскую жидкость, чувствуется сопротивление, а если медленнее, то нет. При быстром движении такая жидкость ведёт себя как твердое тело.2. При изменении температуры изменяется плотность жидкости.

Существует много удивительных вещей вокруг нас, и неньютоновская жидкость яркий этому пример. Мы надеемся, что нам удалось наглядно продемонстрировать ее удивительные свойства.По итогам работы были выполнены все поставленные задачи и сделаны все запланированные опыты. Проведенные опыты и презентация проиллюстрировали цель проделанной нами работы.

Литература

Методические материалы:

1. А. В.Перышкин. Физика 7 класс, Дрофа, Москва 2008 г.2. Зарембо Л.К., Болотовский Б.М., Стаханов И.П. и др. Школьникам о современной физике. Просвещение,2006г.3. Кабардин О.Ф., Физика, справочные материалы, Просвещение, 1988

Интернет-ресурсы:

http://ru.wikipedia.orghttp://www.google.ruhttp://nglib.ruhttp://ngpedia.ru

Работу выполнили:Скибин Илья, ученик 9 классаХаритонов Вадим, ученик 9 класса

Руководитель:Гиевская Людмила Ивановнаучитель физики

Муниципальное казённое общеобразовательное учреждениеНовокалитвенская средняя общеобразовательная школаРоссошанского муниципального районаВоронежской области

livescience.ru

Ньютоновские и неньютоновские жидкости.

У большинства жидкостей (вода, низкомолекулярные органические соединения, истинные растворы, расплавленные металлы и их соли) коэффициент вязкости зависит только от природы жидкости и температуры. Такие жидкости называются ньютоновскими и силы внутреннего трения, возникающие в них, подчиняются закону Ньютона (формула 11).

У некоторых жидкостей, преимущественно высокомолекулярных (например, растворы полимеров) или представляющих дисперсионные системы (суспензии и эмульсии),  зависит также от режима течения - давления и градиента скорости. При их увеличении вязкость жидкости уменьшается вследствие нарушения внутренней структуры потока жидкости. Их вязкость характеризуют так называемым условным коэффициентом вязкости, который относится к определенным условиям течения жидкости (давление, скорость). Такие жидкости называются структурно вязкими или неньютоновскими.

1.4. Течение вязкой жидкости. Формула Пуазейля.

Занимаясь исследованием кровообращения, французский врач и физик Пуазейль пришел к необходимости количественного описания процессов течения вязкой жидкости вообще. Установленные им для этого случая закономерности имеют важное значение для понимания сущности гемодинамических явлений и их количественного описания.

Пуазейль установил, что вязкость жидкости может быть определена по объему жидкости, протекающей через капиллярную трубку. Этот метод применим только к случаю ламинарного течения жидкости.

Пусть на концах вертикальной капиллярной трубки длиной lи радиусомRсоздана постоянная разность давленийр. Выделим внутри капилляра столбик жидкости радиусомrи высотойh. На боковую поверхность этого столбика действует сила внутреннего трения:

(17)

Рис. 6 Схема для вывода формулы Пуазейля.

Еслир1ир2– давления на верхнее и нижнее сечения соответственно, то силы давления на эти сечения будут равны:

F1=p1r2 и F2=p2r2.

Сила тяжести равна Fтяж=mgh=r2gl.

При установившемся движении жидкости, согласно второму закону Ньютона:

Fтр+Fдавления+Fтяж=0,

Учитывая, что (р1-р2)=р,dv равно:

Интегрируем:

Постоянную интегрирования находим из условия, что при r=Rскоростьv=0 (слои, прилегающие непосредственно к трубе, неподвижны):

Скорость частиц жидкости в зависимости от расстояния от оси равна:

Объем жидкости, протекающий через некоторое сечение трубки в пространстве между цилиндрическими поверхностями радиусами rи r+drза время t, определяется по формулеdV=2rdrvtили:

Полный объем жидкости, протекающей через сечение капилляра за время t:

(19)

В случае, когда пренебрегаем силой тяжести жидкости (горизонтальный капилляр), объем жидкости, протекающий через сечение капилляра, выражается формулой Пуазейля:

(20)

Формулу 20 можно преобразовать: разделим обе части этого выражения на время истечения t. Слева получим объемную скорость течения жидкости Q (объем жидкости, протекающий через сечение за единицу времени). Величину8l/ 8R4обозначим через Х..Тогда формула 20 принимает вид:

(21)

В такой записи формула Пуазейля (ее еще называют уравнением Гагена-Пуазейля) аналогична закону Ома для участка электрической цепи.

Можно провести аналогию между законами гидродинамики и законами протекания электрического тока по электрическим цепям. Объемная скорость течения жидкости Q является гидродинамическим аналогом силы электрического тока I.Гидродинамическим аналогом разности потенциалов1-2является перепад давленийР1 - Р2. Закон ОмаI =(1-2)/Rимеет своим гидродинамическим аналогом формулу 20. ВеличинаХпредставляет собойгидравлическое сопротивление- аналог электрического сопротивления R.

studfiles.net

Ньютоновская жидкость - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Ньютоновская жидкость

Cтраница 2

Для ньютоновской жидкости причиной потерь является не столько трение о стенки трубопровода, сколько внутреннее трение жидкости.  [16]

Примерами ньютоновской жидкости являются нефть и вода.  [18]

Свойствами ньютоновских жидкостей, описываемых уравнениями (2.2), обладает большинство чистых жидкостей и газов. Однако многие растворы, в том числе буровые и тампонажные, проявляют свойства, отличные от свойств ньютоновских жидкостей. Вязкость таких неньютоновских жидкостей зависит не только от температуры и давления, но и от скорости сдвига, деформации, времени, характера движения.  [20]

Для ньютоновских жидкостей эта гипотеза подтверждается опытом, а для неньютоновских - она нарушается.  [21]

Вязкость ньютоновских жидкостей изменяется только от температуры или строения вещества. Изменение вязкости достаточно хорошо отображается графически: чем выше вязкость, тем больше угол наклона линейной зависимости.  [22]

Для ньютоновской жидкости выражение ( 11.3 - 17) преобразуется в выражение, приведенное в табл. 11.1. Из ( 11.3 - 17) следует, что при увеличении степени отклонения от ньютоновского поведения ( п 1) среднее значение деформации уменьшается.  [24]

Для ньютоновской жидкости ( линия /) характерно постоянство коэффициента вязкости. Для аномально-вязкой жидкости типа расплава полимера ( кривая 2) каждому значению тс или у соответствует определенное значение коэффициента вязкости. Такую жидкость можно характеризовать эффективной вязкостью, численно равной коэффициенту вязкости ньютоновской жидкости, для которой данному значению у соответствует такое же значение тс, как и для рассматриваемой аномально-вязкой жидкости.  [26]

Для ньютоновских жидкостей, согласно уравнению ( 1), между величиной липкости и истинной вязкостью жидкости должна существовать прямо-пропорциональная зависимость.  [27]

Для ньютоновских жидкостей вязкость не изменяется с увеличением давления и зависимость pt - р выражается прямой, параллельной оси давлений.  [28]

Для ньютоновских жидкостей и газов вязкость является физической характеристикой.  [29]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Вязкость - ньютоновская жидкость - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Вязкость - ньютоновская жидкость

Cтраница 1

Вязкость ньютоновских жидкостей ( нефтей) зависит только от температуры и количества растворенного газа.  [2]

Вязкость ньютоновской жидкости не зависит от усилия сдвига и одинакова в любой точке сосуда. Кажущаяся вязкость неньютоновской жидкости, наоборот, зависит от величины напряжения сдвига и скорости сдвига в этой точке сосуда, а также может зависеть от предыстории жидкости. Зависимость, кажущейся вязкости от скорости сдвига определяет поле вязкости в сосуде. Так как это, в свою очередь, влияет на процесс перемешивания, кратко рассмотрим поведение различных неньютоновских жидкостей.  [3]

Вязкость ньютоновских жидкостей постоянная как в ламинарном, так и в турбулентном режимах истечения.  [4]

Вязкость ньютоновских жидкостей изменяется только от температуры или строения вещества. Изменение вязкости достаточно хорошо отображается графически: чем выше вязкость, тем больше угол наклона линейной зависимости.  [5]

Вязкость ньютоновской жидкости не зависит от скорости сдвига, и многие жидкости в этом отношении являются почти ньютоновскими. Однако этого нельзя сказать про значительное количество жидкостей, среди которых находятся и некоторые из наиболее широко применяемых в гидросистемах. В особенности это относится к жидкостям, содержащим значительный процент высокомолекулярных соединений, которые, входя в состав самой жидкости, используются в качестве добавок, улучшающих индекс вязкости.  [6]

Вязкость ньютоновской жидкости измеряется в капиллярном вискозиметре по времени истечения стандартного объема жидкости.  [8]

Вязкость ньютоновских жидкостей определяется уравнением ( 1 - 9.4) как половина коэффициента пропорциональности в зависимости, связывающей тензор напряжений т с тензором растяжения D. Уравнение ( 1 - 9.4) предполагает, что компоненты тензора напряжений должны быть пропорциональны соответствующим компонентам тензора растяжений для любого заданного участка течения. Одним из хорошо известных следствий уравнений Навье - Стокса ( уравнение.  [9]

Линия 1 характеризует вязкость ньютоновских жидкостей. При создании малейшего перепада давления на некотором участке трубы такие жидкости начинают перемещаться.  [10]

Сначала на вискозиметре измеряют вязкость стандартной ньютоновской жидкости - глицерина. Собирают прибор и устанавливают стрелку на нулевое деление, устанавливают минимальный груз и, опустив фиксатор шкива, приводя. По секундомеру замеряют время трех оборотов цилиндра. Если при данном нагружении равномерного вращения не происходит, нагрузку увеличивают. По окончании измерений закрепляют фиксатор. При каждой нагрузке проводят не менее трех измерений. Затем увеличивают нагружение и повторяют опыт. Измерения продолжают, увеличивая нагружение до тех пор, пока удается дсстаточно точно фиксировать время трех оборотов.  [12]

Прибор предназначен для измерения вязкости ньютоновских жидкостей.  [14]

Размерность ее одинакова с размерностью вязкости ньютоновской жидкости.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Обычная ньютоновская жидкость - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Обычная ньютоновская жидкость

Cтраница 2

КС обладают Неньютоновскими свойствами. Поэтому представляло интерес определить коэффициенты нефтеотдачи месторождений КС, нефти которых относятся к обычным ньютоновским жидкостям. С этой целью все залежи КС в зависимости от структурно-механических свойств насыщающих их нефтей были разделены на две группы.  [16]

Это противоречит тем зависимостям, которые установлены при перекачке обычных нефтей, когда при уменьшении скорости уменьшаются и гидравлические сопротивления, и объясняется следующим. Парафинистые нефти при достаточно высокой температуре содержат парафин в растворенном состоянии и являются обычными ньютоновскими жидкостями, имеющими постоянную вязкость при постоянной температуре. При понижении же температуры ниже температуры начала кристаллизации парафина в нефти начинают выделяться мельчайшие чешуйки и кристаллики парафина, и нефть становится неньютоновской жидкостью, обладающей кажущейся вязкостью, которая при одной и той же температуре будет меняться в зависимости от градиента скорости.  [17]

Поэтому целесообразно создание расчетной модели двухфазной фильтрации с учетом неньютоновских свойств как для обеих фаз, так и в отдельности для каждой из них. Эта модель могла бы быть использована и в тех случаях, когда наблюдается нелинейность фильтрации обычных ньютоновских жидкостей в мелкозернистых средах ( глинах, глинистых песчаниках) с малой проницаемостью.  [18]

Деформационные свойства твердых тел при малых деформациях обычно подчиняются закону Гука. В случае полимеров положение осложняется явно релаксационным характером деформации, поэтому количественное описание деформации полимеров требует параллельного рассмотрения закономерностей процессов релаксации, ближайшим аналогом которых является течение обычных ньютоновских жидкостей.  [19]

Полученные зависимости ( 8) и ( 9) позволяют определить гидродинамические характеристики потоков неньютоновских сред при напорном течении в призматических каналах любого сложного профиля при заданных реологических параметрах. Интегралы в уравнениях ( 8) и ( 9) определяются по известным формулам, которые дают более высокую точность. Уравнения ( 8) и ( 9) справедливы и при течении обычных ньютоновских жидкостей.  [20]

В случае чисто степенной модели, как уже говорилось, метод линеаризации оказывается неприменимым. В работе И.Г. Семакина [60] развит приближенный подход, основанный на введении понятия эффективной вязкости. Согласно этому подходу рассматривается истинное ( неньютоновское) распределение скорости основного течения [61], а уравнения возмущений записываются в том же виде, что и для обычной ньютоновской жидкости с заменой вязкости на эффективную, определяемую по расходу в одном из встречных потоков. Приведенные выше результаты решения задачи устойчивости на основе регуляризованной модели при больших H удовлетворительно согласуются с результатами, найденными в приближении эффективной вязкости.  [21]

В начале разработки месторождений с указанными выше коллекторами в первую очередь включается в работу высокопроницаемый пустотный макропористый коллектор. При этом, несмотря на аномальную вязкость и структурно-механические свойства, типичные для неньютоновских жидкостей в условиях аномальной проницаемости, нефть вместе с тем сохраняет высокую подвижность до конца выработки пласта как обычная ньютоновская жидкость.  [22]

В начале разработки месторождений с указанными выше коллекторами в первую очередь включается в работу высокопроиицаемый пустотный макропористый коллектор. При этом, несмотря на аномальную вязкость и структурно-механические свойства, типичные для иеньютоновских жидкостей в условиях аномальной проницаемости, эта нефть вместе с тем сохраняет высокую подвижность ( kh / i) до конца выработки пласта как обычная ньютоновская жидкость.  [23]

Жидкости, проявляющие высокоэластические свойства, называются эластическими или упругими. Под влиянием деформирования они обнаруживают многие удивительные особенности, которые объединяются под общим наименованием эффект Вейсенберга. Так, при вращении стержня в упругой жидкости она - наматывается на стержень и может подниматься по нему на значительную высоту. Обычные ньютоновские жидкости в этих же условиях под действием центробежной силы отбрасываются от вращающегося стержня. Если начать вращать полый цилиндр в упругой жидкости, то она поднимается внутрь цилиндра. Упругая жидкость, заполняющая зазор между двумя параллельными дисками, один из которых приводится во вращение, стремится их раздвинуть, при этом развивается давление в направлении оси дисков.  [24]

Скорость деформирования оказывает влияние и на характер разрушения структур. Как видно из рис. 44, развитым структурам глинистых суспензий присуще хрупкое разрушение. Лавинное разрушение связей в плоскости сдвига наступает, как только достигнуто критическое значение деформации. Согласно теории вязкости и тиксо-тропии К. Гудива, большинство связей структуры разрушается, когда расстояние между контактирующими атомами превышает двойной радиус их действия. Для глин это составляет 2 - 10 - 8 см. Критическая прочность единичного контакта при этом / 10 3 дин, в то время как у обычных ньютоновских жидкостей с небольшой вязкостью / 2 - Ю 8 дин.  [25]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Жидкости вязкость ньютоновская - Справочник химика 21

    Ньютоновскими называют жидкости, вязкость которых не зависит от напряжения сдвига. При ламинарном режиме течения такие жидкости подчиняются реологическому закону, предложенному Ньютоном (рис. 5.1, прямая 1)  [c.141]

    Коэффициент пропорциональности 1] называется динамической вязкостью, величина 1/г) - текучестью. В технических расчетах часто пользуются величиной кинематической вязкости у-т)/р, где р - плотность жидкости. Жидкости, вязкость которых не зависит от напряжения сдвига Г/5, называют ньютоновскими. Жидкости, не обладающие постоянной вязкостью, называют неньютоновскими (аномальными). Их вязкость является величиной переменной. [c.115]

    Имеется в виду, что вязкость ньютоновских жидкостей не зависит от градиента скорости (скорости сдвига). Не следует забывать, что вязкость зависит от природы вещества, его температуры и давления. — Прим. ред. [c.168]

    Соотношение, в котором вязкость остается постоянной независимо от напряжения сдвига или от скорости сдвига, называется ньютоновским законом вязкости. Многие обычные растворители, минеральные масла, синтетические базовые жидкости и готовые незагущенные смазочные масла подчиняются ньютоновскому закону вязкости. Такие жидкости называют ньютоновскими. [c.23]

    Коэффициент пропорциональности г) называется динамической вязкостью, а величина, обратная т], называется текучестью. Часто в технических расчетах используется кинематическая вязкость т]/с = , где с —плотность жидкости. Жидкости, подчиняющиеся закону Ньютона для течения, называются ньютоновскими. В жидкостях вязкость обусловлена межмолекулярными взаимодействиями. Следует отметить, что даже нефтяные молекулярные растворы не всегда являются ньютоновскими жидкостями. Изучение неньютоновского неведения нефтей н нефтепродуктов представляет значительный интерес как в теоретическом, так и в прикладном отнощении [91]. [c.51]

    Определение динамической вязкости ньютоновских жидкостей и реологические исследования неньютоновских жидкостей проводят с помощью ротационной вискозиметрии, основанной на введении испытуемого вещества в зазор между двумя коаксиальными цилиндрами или конусом и плитой и регистрации динамической вязкости вещества - . Подробнее метод описан в [45]. [c.116]

    МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ НЬЮТОНОВСКИХ ЖИДКОСТЕЙ И РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕНЬЮТОНОВСКИХ ЖИДКОСТЕЙ [c.49]

    Большинство нефтяных и синтетических масел при обычных температурах и давлениях подчиняется закону Ньютона и относится к ньютоновским жидкостям. Вязкость определяет течение жидкости только в ламинарном потоке. При увеличении скорости ламинарный поток завихряется, послойный сдвиг разрушается. Переход от ламинарного к турбулентному потоку определяется критическим значением числа Рейнольдса Ре= = бус /т), где (1 — диаметр трубы или величина зазора. Распределение скоростей в ламинарном и турбулентном потоке заметно различается (рис. 5.12). В первом случае для вязкой жидкости устанавливается параболическое распределение скоростей с ярко выраженным максимумом у оси трубы. При турбулентном режиме скорости по сечению потока за счет его завихрения выравниваются. Отметим, что для пристенного слоя в цилиндрической трубе характерны значительные градиенты скоростей. Критическое значение Ке близко к 2500. Вследствие достаточно высокой вязкости масел и небольшой величины зазоров для смазочных масел, как правило, реализуется ламинарный поток. [c.267]

    Следует заметить, что уравнение Пуазейля применимо только к гомогенным жидкостям, обладающим Ньютоновской вязкостью . Для аномальной структурной вязкости пока еще общего уравнения не найдено. [c.710]

    Ул [9] показал, что якорная мешалка гораздо эффективнее турбинной при перемешивании ньютоновской жидкости вязкостью 40 Н с/м . Он нашел, что турбинная мешалка приводит к сравнимой эффективности перемешивания только для жидкости вязкостью 15 Н с/м . [c.71]

    Коэффициент пропорциональности Т1 в этом уравнении называется коэффициентом вязкости (или вязкостью). Жидкости, вязкости которых в изотермических условиях остаются постоянными при любых значениях т и у, называются ньютоновскими все остальные - неньютоновскими, или аномально вязкими (см. гл. 4). [c.32]

    Вискозиметр типа 83 является вискозиметром с падающим шариком. В вискозиметре (рис. 18) измеряется время падения шарика в цилиндрической трубке, заполненной исследуемой жидкостью и наклоненной на 10° относительно вертикальной оси. Вискозиметр предназначен главным образом для измерения вязкости ньютоновских жидкостей. [c.53]

    Ньютоновская жидкость, вязкость которой не зависит [c.287]

    Так, например, прибор Реотест -2 представляет собой структурный ротационный вискозиметр, который подходит как для определения динамической вязкости ньютоновской жидкости, так и для проведения глубоких реологических исследований для неньютоновских жидкостей. Прибором Реотест - 2 можно измерить следующие аномалии текучести структурную вязкость, дилатансию, пластичность (предел текучести), тиксотропию, реопексию. [c.57]

    Величина k возрастает с увелич( нием вязкости и является мерой консистенции жидкости. Величина т меньше 1 (между О и I), причем чем меньше значение т, тем значительней отличается течение псевдопластичной жидкости от ньютоновской (для последней и = I и, следовательно, k — .i). [c.92]

    Линейная зависимость между этими двумя потоками определяет важный класс жидкостей, называемых ньютоновскими. В случае простого сдвига закон вязкости Ньютона имеет вид  [c.105]

    Для определения вязкости ньютоновских жидкостей широкое распространение получили сравнительные методы, основанные на определении вязкости исследуемой жидкости в сравнении с вязкостью эталонной жидкости. К таким методам относятся  [c.49]

    Закон Ньютона для вязкости описывает реологическое поведение важного класса жидкостей, называемых ньютоновскими, у которых вязкость не зависит от величины приложенных напряжений или от реакции материала — градиента скорости. Она зависит только от температуры и давления. Приближенная запись этого уравнения имеет вид  [c.134]

    Рассчитать динамическое уплотнение для вала диаметром 5,08 см, предотвращающее утечку при Р 142 МПа (предположим, что условия изотермические, а вязкость ньютоновской жидкости 7,1-10 Па-с). [c.459]

    Ньютоновскими или нормально вязкими называют жидкости, вязкость которых не зависит ни от приложенного давления, ни от градиента скорости (в условиях равномерного ламинарного течения)  [c.381]

    Для ньютоновских жидкостей вязкость не изменяется с увеличением давления и зависимость р1—р выражается прямой, параллельной оси давлений. [c.386]

    На рис. 52 графики построены в указанных координатах для таких жидкостей, как вода, водные растворы неорга-ганических солей, кислот, оснований, глюкозы, сахарозы, органические растворители (бензол, бензин, спирты и пр.). Их вязкость прямо пропорциональна котангенсу наклона прямой (рис. 52, а). Поскольку их вязкость постоянна, на рис. 52, б они характеризуются прямыми, параллельными оси абсцисс (нумерация линий дана в порядке повышения вязкости жидкостей). Такие жидкости называются ньютоновскими или идеально вязкими. [c.128]

    Деформации материальных тел, имеющих ньютоновскую вязкость, называются ньютоновским течением, а сами тела называются ньютоновскими жидкостями. Вязкость структурированных систем в большинстве случаев зависит и от напряжения сдвига, и от времени. Деформации материальных тел, для которых вязкость зависит от напряжения сдвига и времени, называются неньютоновскими течениями, сами тела — неньютоновскими. [c.132]

    Сложное внутреннее строение различных жидкостей, в том числе нефтей и нефтепродуктов, обусловливает большое разнообразие их реологического поведения. В связи с этим при проектировании и эксплуатации трубопроводных систем появляется необходимость в изучении реологических свойств перекачиваемых жидкостей, т.е. свойств,от которых зависит характер их течения. В трубопроводном транспорте реологические характеристики нефтей и нефтепродуктов оцениваются следующими параметрами вязкостью (ньютоновской), пластической вязкостью, эффективной вязкостью начальным (статическим) напряжением сдвига, предельным динамическим напряжением сдвига и температурой застывания. [c.3]

    Какие жидкости называются ньютоновскими Напишите уравнение Ньютона для течения жидкостей. Объясните физический смысл входящих в него параметров. Нарисуйте кривые течения и вязкости для Шэютоновских систем. [c.204]

    В промышленности все большее значение приобретают переработка и перемешивание высоковязких (неньютонов-скпх) жидкостей. Вязкость ньютоновской жидкости не зависит от усилия сдвига и одинакова в любой точке сосуда. Кажущаяся вязкость неиьютоновской жидкости, наоборот, зависит от величины напряжения сдвига и скорости сдвига в этой точке сосуда, а также может зависеть от предыстории жидкости. Очевидно, что скорость сдвига наибольшая в непосредственной близости к мешалке и фактически экспоненциально уменьшается с увеличением расстояния от оси мешалки [11. Зависимость, кажущейся вязкости от скорости сдвига определяет поле вязкости в сосуде. Так как это, в свою очередь, влияет на процесс перемешивания, кратко рассмотрим поведение различных неньютоновских жидкостей. [c.182]

    График зависимости между напряжением и скоростью сдвига называют кривой течения . Для ньютоновских жидкостей кривая течения представляет собой прямую линию 1 с тангенсом угла наклона,равным ц (рис. 5). Все жидкости, кривые течения которых отличаются от ньютоновской, но касательное напряжение зависит только от скорости сдвига, называются неньютоновскими и относятся к так называемым реостабильным жидкостям. Вязкость неньютоновских жидкостей не остается постоянной при заданных температуре и давлении, а зависит от других факторов, таких как предистория жидкости, скорость деформации сдвига, конструктивные особенности аппаратуры и др. Кривые течения реостабильных неньютоновских жидкостей представлены на рис. 5(с). [c.20]

    Для многих жидкостей и растворов вязкость, вычисленная по уравнению Ньютона, не зависит от напряжения сдвига, определяемого действующей силой, типом и размерами вискозиметра, т. е. является инвариантной характеристикой жидкости. Жидкости, вязкость которых не зависит от напряжения сдвига, называют ньютоновскими. [c.126]

    Известно две формы проявления этого свойства рабочих сред. Первая обнаруживается при относительном сдвиге слоев жидкости нли газа, вторая — при сравнении экспериментальных коэффициентов поглощения ультразвука с расчетными значениями этих коэффициентов, полученными с учетом только динамической вязкости. Если возникающие при относительном сдвиге слоев касательные напряжения изменяются пропорционально скорости сдвига, то жидкости называют ньютоновскими. Существуют также [c.240]

    Исходные понятия Р.— ньютоновская жидкость, вязкость к-рой не зависит от режима деформирования, и упругое тело, в к-ром напряжения пропорциональны деформациям в каждый момент вре>1сни. Эти понятия были обобщены для тел, проявляющих одновременно вязкостные и упругие, вязкостные и пластичные и т. п. св-ва с помощью реологич. моделей. Простейшие из них упруговязкое тело — вязкая жидкость, способная запасать энергию деформирования и релаксировать (модель Максвелла) вязкоупругое тело — ТВ. тело, проявляющее запаздывающую упругость (модель Кельвина), нри деформировании такого тела часть энергии необратимо рассеивается в виде тепла вязкопластичное тело, к-рое гге деформируется при напряжениях, мепьших нек-рого критич. значения, а при больших — течет как вязкая жидкость (модель Бингама). [c.507]

    Условной характеристикой вязкости являются также измерения времени падения шарика в вязкой среде или скатывания его по наклонной плоскости (вискозиметр Гепплера). Такие приборы удобны для измерения вязкости ньютоновских жидкостей. расчет которой можно вести, исходя из закона Стокса. У структурированных систем такого рода измерения носят условный характер. [c.266]

    В связи с тем что вязкость пластичных омазок зависит от скорости деформации, используют понятие эффективной (иногда говорят кажущейся или эквивалентной) вязкости. Эффективная вязкость смазки соответствует вязкости ньютоновской жидкости, режим течения которой в данных условиях деформации (D = onst) одинаков с испытуемой смазкой. Иными словами, при данном D напряжения сдвига т у смазки и у масла с одинаковой эффективной вязкостью равны. Эффективную вязкость смазки рассчитывают по уравнению [c.273]

    На примере исследования деформационно-прочностных свойств мангышлакской нефти было показано, что в зависимости от градиента скорости нефть ведет себя как псевдопластичное, идеаль-но-пластичное тело или как тело Шведова — Бингама [66]. Эффективная вязкость парафиннстых нефтей складывается из структурной вязкости, зависящей от наличия в системе надмолекулярных структур, температуры, градиента скорости сдвига и вязкости ньютоновской" жидкости, в которую переходит неньютоновская жидкость после разрушения структурированной системы [67]. Термообработка, введение специальных добавок оказывают большое влияние на реологические свойства парафиннстых нефтей [68—70]. [c.21]

    Если п= 1, жидкость является ньютоновской и константа к совпадает с ньютоновской вязкостью т1. Таким образом, отклонение п от еднницы характеризует степень отклонения свойств неньютононских жидкостей от свойств ньютоновских жидкостей. При /г ньютоновская вязкость уменьшается с увеличением скорости сдвига и напряжения. Соответственно этому жидкости называют псевдопластическими. При ньютоновская вязкость растет с увеличением скорости [c.186]

    Материалы, поведение которых описывается реологическим уравнением (I.3), называются ньютоновскими жидкостями. Для ньютоновской жидкости единственным реологическим параметром, то есть параметром, характеризующим ее течение, является динамическая вязкость, опоеделяемая из уравнения (1.3) как отношение напря.жения сдвига к скорости сдвига. [c.6]

    Исходные уравнения в переменных скорость, давление. Начальные и граничные условия. Течение вязкой жидкости с ньютоновским законом трения без упрощающих предположений, которые при малой вязкости связаны с упоминавшимися выше в гл. 5 приблин ениями пограничного слоя, а при большой вязкости — с приближением Стокса, онисывается уравнениями Навье — Стокса. Вывод уравнений Навье — Стокса мон5ет быть сделан либо феноменологическим путем на основе известных постулатов Стокса (см., например, [191, [24], [25]), либо на основе молекулярно-кинетической теории [26]. Для однородной несжимаемой вязкой жидкости система уравнений Навье — Стокса имеет вид [c.165]

chem21.info