Побудова реологічних рівнянь стану розведених суспензій недеформівних видовжених частинок з урахуванням їх поперечних розмірів у анізотропному дисперсійному середовищі. Структурно-феноменологічний підхід з використанням енергетичного метода Ейнштейна.
При низкой оригинальности работы "Особливості реологічної поведінки розведених суспензій у рідинах з внутрішнім параметром", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Використання у сучасній промисловості матеріалів зі складними властивостями (композитів, полімерів, рідких кристалів) викликає необхідність побудови реологічних моделей суспензій у так званих рідинах з внутрішніми параметрами, які характеризують поведінку мікроструктури середовища. Суспензії у рідинах з внутрішніми параметрами утворюються, наприклад, при формуванні композитних матеріалів шляхом армування анізотропних середовищ рідкокристалічного типу за допомогою видовжених недеформівних частинок (волокон). Інший приклад таких суспензій дає медицина: при доданні у кров невеликих кількостей макромолекул лікарських речовин або речовин, призначених для візуалізації течії крові у судинах у процесі діагностики або лікування певних захворювань, утворюються суспензії, які можуть бути змодельовані суспензіями у полярній або мікрополярній рідині. У цих роботах розглядається вплив на реологічну поведінку суспензії гідродинамічних кинематичних характеристик течії і обертального броунівського руху, але не враховується можливість впливу на поведінку суспензій зовнішніх силових полів (електричного або магнітного), хоча суспензії ферро-та феррімагнітних частинок у крові застосовуються у медицині при діагностуванні та лікуванні онкологічних захворювань. Метою дисертаційного дослідження є побудова реологічних рівнянь стану розведених суспензій недеформівних видовжених частинок з урахуванням їх поперечних розмірів у анізотропному дисперсійному середовищі і реологічних рівнянь стану недеформівних видовжених частинок, які мають сталий магнітний момент, у полярному дисперсійному середовищі з урахуванням дії зовнішнього магнітного поля, а також подальше дослідження на основі цих рівнянь вплива на реологічну поведінку відповідних суспензій особливостей дисперсійних середовищ, зважених частинок та зовнішніх силових полів.За допомогою цього метода можна визначити швидкість дисипації механічної енергії у градієнтних течіях рідини або ефективну вязкість (скалярну функцію), але не можна відповісти на основне питання реології: який вигляд має реологічне рівняння стану суспензії або розчину, що розглядається. Огляд літературних джерел свідчить про те, що більшість результатів при дослідженні реологічної поведінки суспензій отримані для суспензій з ньютонівським дисперсійним середовищем, на той час як сьогоденні потреби вимагають досліджень реологічної поведінки матеріалів зі складними властивостями або суспензій у крові, які можуть бути змодельовані суспензіями у рідинах з внутрішніми параметрами. Дослідження обертального руху зважених частинок під дією гідродинамічних сил показало, що при певних значеннях параметрів і b, які характеризують зважені частинки і анізотропне дисперсійне середовище, у простій зсувній течії розведеної суспензії осесиметричних видовжених недеформівних частинок з анізотропним дисперсійним середовищем можливе формування рідкокристалічних анізотропних структур під дією лише гідродинамічних сил, які діють з боку дисперсійного середовища на зважені частинки. Зважені частинки суспензії, довільно орієнтовані на момент початку течії простого зсуву (3), під дією гідродинамічних сил повертаються до положення, перпендикулярного до площини зсуву, і у суспензії виникає анізотропна система з двома взаємноперпендикулярними переважними напрямами, один з яких утворює стаціонарна орієнтація директора анізотропного дисперсійного середовища, а другий - однакова стаціонарна орієнтація зважених частинок під дією гідродинамічних сил у градієнтній течії простого зсуву дисперсійного середовища суспензії. Для значень b, D і, які визначаються співвідношеннями зважені частинки, довільно орієнтовані на момент початку течії простого зсуву (3), так повернуться після її початку під дією гідродинамічних сил, що врешті решт головні осі L1 частинок опиняться у площині зсуву, і вказані стаціонарні переважні напрямки будуть лежати в одній площині - площині зсуву простої зсувної течії (3).В рамках структурно-феноменологічного підходу отримано реологічні рівняння стану розведеної суспензії осесиметричних недеформівних частинок з урахуванням їх поперечних розмірів у анізотропному дисперсійному середовищі. Як реологічна модель дисперсійного середовища суспензії при цьому використовується проста анізотропна рідина Еріксена, а як гідродинамічна модель зважених частинок - осесиметрична тривісна гантель. За допомогою цих рівнянь теоретично досліджено динаміку видовжених зважених частинок суспензії у простій зсувній течії та течії одновісного розтягу анізотропного дисперсійного середовища. Теоретично досліджено вплив параметрів анізотропного дисперсійного середовища та зважених частинок на реологічні характеристики суспензії у простій зсувній течії та течії одновісного розтягу у випадку зависання зважених частинок суспензії.
План
2. Основний зміст роботи
Вывод
В рамках структурно-феноменологічного підходу отримано реологічні рівняння стану розведеної суспензії осесиметричних недеформівних частинок з урахуванням їх поперечних розмірів у анізотропному дисперсійному середовищі. Як реологічна модель дисперсійного середовища суспензії при цьому використовується проста анізотропна рідина Еріксена, а як гідродинамічна модель зважених частинок - осесиметрична тривісна гантель.
За допомогою цих рівнянь теоретично досліджено динаміку видовжених зважених частинок суспензії у простій зсувній течії та течії одновісного розтягу анізотропного дисперсійного середовища. Задачу про обертальний рух зваженої частинки зведено до дослідження якісної поведінки динамічної системи диференціальних рівнянь на площині. Для простої зсувної течії встановлена можливість формування рідких анізотропних систем з двома переважними напрямками.
Теоретично досліджено вплив параметрів анізотропного дисперсійного середовища та зважених частинок на реологічні характеристики суспензії у простій зсувній течії та течії одновісного розтягу у випадку зависання зважених частинок суспензії. Встановлено, що у течії простого зсуву у випадку зависання зважених частинок така суспензія виявляє пружновязку поведінку.
В рамках структурно-феноменологічного підходу отримано реологічні рівняння стану розведеної суспензії осесиметричних недеформівних магнітних частинок у полярному дисперсійному середовищі з урахуванням дії зовнішнього магнітного поля. Як реологічна модель дисперсійного середовища суспензії при цьому використовується полярна рідина Ковіна, а як гідродинамічна модель зважених частинок - осесиметрична тривісна гантель.
За допомогою цих рівнянь теоретично досліджено динаміку видовжених зважених частинок суспензії з урахуванням дії зовнішнього магнітного поля у простій зсувній течії та течії одновісного розтягу полярного дисперсійного середовища.
Теоретично досліджено вплив параметрів зовнішнього магнітного поля, полярного дисперсійного середовища та зважених частинок на реологічні характеристики суспензії у простій зсувній течії та течії одновісного розтягу. Показано, що така суспензія в простій зсувній течії у присутності зовнішнього магнитного поля поводить себе як псевдопластична або ділатантна вязкопружна рідина в залежності від співвідношення гідродинамічних і магнітних сил.
Список литературы
1. Pridatchenko Yu.V., Taran E. Yu., Gryaznova V.A. Constitutive equations of a dilute suspension with anisotropic dispersive medium // Доповіді НАН України. - 1999. - № 7. - С. 82-85.
2. Грязнова В.О., Придатченко Ю.В., Таран Є.Ю. Динаміка зважених частинок суспензії в анізотропному дисперсійному середовищі // Вісник Київського університету. Серія: фіз.-мат. науки. - 2001. - Вип. 2. - С. 125-137.
3. Таран Е.Ю., Придатченко Ю.В., Грязнова В.А. Особенности формирования композитных материалов в анизотропных жидких системах с помощью вытянутых взвешенных частиц // Механика композитных материалов. - 2001. - Т. 37, № 3. - С. 399-406.
4. Taran E.Yu., Pridatchenko Yu.V., Gryaznova V.A. Features of magnetorheology of suspension with the Cowin polar carrier fluid // J. Magn. Magn. Mater. - 2002. - Vol. 252. - P. 229-231.
5. Taran E.Yu., Pridatchenko Yu.V., Gryaznova V.A. Structure-phenomenological rheology of dilute suspension in blood // Acta Bioeng. Biomech. - 2002. - Vol. 4, Suppl. 1. - P. 507-508.
6. Грязнова В.А., Придатченко Ю.В., Таран Е.Ю. Динамика взвешенных частиц суспензии в простом сдвиговом течении анизотропной дисперсионной среды // Intern. Conference “Modelling and Investigation of Systems Stability. Systems Simulation”. Thesis of Conference Reports. May 19-23, 1997, Kiev. - 1997. - P. 36.
7. Таран Е.Ю., Придатченко Ю.В., Грязнова В.А. Магнитореология суспензий в жидкостях с моментными напряжениями // XX Symposium of Rheology. Collection of Abstracts. May 22-27, 2000, Karacharovo, Russia. - 2000. - P. 177.
8. Taran E.Yu., Pridatchenko Yu.V., Gryaznova V.A. Features of the formation of composite materials in anisotropic liquid systems with elongated suspended particles // Eleventh International Conference “Mechanics of Composite Materials”. June 11 - 15, Riga, Latvia, Book of Abstracts. - Riga. - 2000. - P. 202-203.
9. Таран Е.Ю., Придатченко Ю.В., Грязнова В.А. Формирование двухосной анизотропии в градиентных течениях суспензий // 21 симпозиум по реологии. Тезисы докладов. 24-29 июня, 2002, г. Осташков. - 2002. - С. 99.
10. Taran E.Yu., Pridatchenko Yu.V., Gryaznova V.A. Formation of composite materials in gradient flows of suspension // 13-th International Conference on Internal Friction and Ultrasonic Attenuation in Solids (ICIFUAS-13). July 8-12, 2002, Bilbao, Spain. Abstracts Book. - 2002. - P. 154.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы