Никольский Б.П., Григоров О.Н., Позин М.Е. Справочник химика (Том 5) (1113399), страница 56
Текст из файла (страница 56)
б) Опорожнение сосудов с постоянным по высоте сечением при а=сонэ! н отсутствии притока жидкости ()»9=0). При полном опорожнении (Н»=0): (1-84) а/1 2у При частичном опорожнении (с уровни Н, до Нэ)г ()гн, — ~н,) 2Г а/ )/2л в) Время изменения разности уровней в сообщающихся сосудах (рис.
1-18) с Н, до Нэ при Г,=сонэ(, Рэ-сопз! и а=сопз1: 2Р,Р,()7и, — ь н,) (Р»+Рэ) а ж /)/28 где а,«„— коэффициент расхода системы с учетом всех потерь при течении жидкости в трубе. Одинаковый уровень в сосудах (рис. 1-!8)' установится за время: 2Р»Р, )» й» (1-87) (Р»+Р») а»ч«»/)» 28' г) Опорожнение через отверстие цилинлрнческих сосудов (например, вагонацнстерны) с горизонтальной осью (рнс.
1-!9), заполненных маловязкой жид- костью, Лрп условии одинакового давления над жидкостью в цистерне и в приемном сборнике. ' Время полного опорожненняг т — ° (2Н)'/» . 3 а/ф' 2у Время опорожнениа 1-й половины объема! т! 4 Е» оь 3 а/ $'2л Аноклльныц или ннньютоновскин, жидкости Время опорожнения 2-6 половины объема: т» — — .
— [(2)т)ч» Нм») (1-90) 3 а/ )»28 Здесь Š— алина цистерны, м; Н вЂ” радиус цистерны; м; а — коэффициент расхода с учетом сопротивления насалка и запорного приспособления; / — площадь отверстия,м». д) Опорожнение цистерны с горизонтальной осью (рис. 1-!9) при условии постоянного давления над поверхностью жидкости в цистерне р»=сонэ! и давления е сборнике р», причем Р,Ф рэ (или, если истечение происходит по достаточно длинной трубе, когда разность уровней А низа цистерны и нижнего кбнца сливной трубы не равна нулю): т = »р — ° (2Н)'/» (1-91) 3 о *»»т/ Р 24' г=ф (1-92) а / )»"2п 0,694Н Здесь Š— длина цистерны, м; / — площадь сливного отверстия трубы, м»; Н вЂ” радиус цистерны, м; и, „— суммаряый коэффициент расхода сливной трубы; )à — объем цистерны, мт!»р — коэффицйент скорости (табл.
1-23). гл ««гли З«ачеэвя ко«ФФ«и«еита О в ф«рмт«ах 0-ж) «О-Ю) е) Опорожнение цистерны с горизонтальной осью в случае слива вязких жидкостей через короткий патрубок. Коэффициент расхода а зависит от кинематического коэффициента вязкости ч [1-!3[; ъ см»/сек.... 0,01 — 0,1 0,3 0,69 5,5 150 806 а........ 0„61 0,45 0,34 0,24 0,015 0,0034 При помощи приведенных коэффициентов расчет производится по формуле (1-88) и дзя турбулентного и для ламинарного режимов. Аномальиьге, нли неньютоновские, жидкости [1- 14) 44.
г!ьютоновскнми называются жидкости, следующие закону Ньютона: »Гтэ Р= рр— »!у где Р— сила тренин между параллельно лвижущимися слоями жидкости, и; и — динамический ноэффициент вязкости (ньютоновская вязкость), к ° сек/мэ; р — площадь трения, м»; »Гю/»Гу — градиент скорости, м/(сек ° м), Е(ля этих жидкостей: и о»ю лр (1-93) где т — напряжение сдвига при ламинарном режиме течения жидкостей, и/м». Ь ПРИКЛАДИАЯ ГИДРАВЛИКА Ньютоновская вязкость р зависит только от природы вещества, его температуры и давления и не зависит от скорости сдвига и средней скорости потока. ь.
На рис. 1-20 зависимость т ат дш/ду предстань ° лает прямую линию, проходягцую через начало координат и имеющую тангенс угла наклона, равный (л. у Уравнению (1-93) подчиняются все газы, а также жидкости н растворы с небольшой люлекулнрной массой. 4 45. Лнома.чьными, или неньютоновскими, называются жидкости, не следуюгцие закону Ньютона. Эти жидкости подразделяются на трн группы. а) Неньютоновскне жилкости (бингамовские пластичные, псевдопластнчные, дплатантные) с реологнческкми характеристиками, не зависящими от времени (устойчивые реологическне харахтеристики).
Системы этой группы могут быть описаны реологнческимн уравнениями. б) Неиьютоновские жидкости (тиксотропные, реопектическне), реологические характеристики которых зависят от времени (переменные реологнческие характеристики). Системы этой группы не могут быть описаны простой реологической зависимостью. в) Вязко-упругие жилкости. характеризуюшнесн свойствами как твердого тела, так н жидкости и частично обладаюшке способностью к упругому восстановлению формы после снятия напряжения. Сквувапь сдднгп— дш ду Р|с. 1-ЕО. Армяне т чения для различных тяпов реологнчески устойчивых жидкостей: 1 в вьютпвьвсквв >квлквсты Т вЂ” апвгвпсвсквв плвстпчввв жплкпсть; 3- пссвлвплвствчпвв жклкссстк 4 в лвлвтввтввв жклкпсть.
ХАРАКТЕРНСТНКА НЕНЬЮТОНОВСКИХ ЖИДКОСТЕИ 1-20) предна расстоят<твр бин- 45. Линия течения бингамовских пластичных жидкостей (рис. ставляет собой прямую, пересекающую ось вапряженин сдвига нин т„р от ее начала (т,р — предельное напряжение сдвига). При гамовская жидкость не течет, а при т)т р воаникает вязкое течение. Реологическое уравнение для этой жидкости: дш тпр — дпл ду (1-94) -.= «(д" )" (1-95) где й и и — постоянные для даннои жидкости, причем й является мерой вяз- кости (чем больше вязкость жидкости, тем больше значение й), а л характери- зует степень отклонения от ньютоновской жидкости, 412 где рпл — пластическая вязкость.
По реологическим свойствам к бингамовскнм жидкостям очень близки такие жидкости, как шламы, буровые растворы, масляные краски, зубные пасты, сточные грязи. 47. Для псевдопластичных жидкостей предел текучести не обнаруживается (рис. 1-20). В отличие от пластичных они начинают течь при самых малых значениях т. Зависимость между напряженнем сдвига и скоростью а логарифмических координатах часто оказывается линейной с тангенсом угла наклона в пределах между нулем и единицей. Прн этом устанавливается эмпирическая функциональная зависимость в виде степенного закона: АНОМАЛЬНЫЕ, ИЛИ НЕНЬЮТОНОВСКИЕ, ЖИДКОСТИ Длв каждой жидкости значение л приблизительно постоянно в довольно широких пределах изменения скорости сдвига.
Вязкость псевдопластнчных жидкостей, исходя из уравнения (1-95), можно выразить через й и и: ) в- 1 р» =т."— =йс ' ду = ~ду) (1-95) Для этих жидкостей величина л меньше единицы и, следовательно, степень (и — 1) отрицательна, что предопределяет уменьшение вязкости с увеличением скорости сдвига. Так, на рис.
1-20 показано. что вязкость псевдопластичных жидкостей изменяется от дп, при т= 0 до р„, при т -ь со. о К псевдопластичным жидкостям относятся суспенэии, содержащие асимметричные частицы, и растворы полимеров, подобные производным целлюлозы. 43. Дилатантные жидкости не имеют предела текучести, но с увеличением скорости сдвига их вязкость повышается (рис. 1-Ю). К этим жидкостям также приложим степенной закон, однако показатель степени и с возрастанием скорости сдвига увеличивается. В химической технологии дилатантные жнлкости встречаются редко. 49. Тиксотропными называются такие жидкости, структура которых раэру шается при постоянной скорости деформации, а кажущаяся вязкость уьгеньшается со временем. Таким образом, вязкость тиксотропных жидкостей зависит и от продолжительности сдвига н от его скорости.
Тиксотропия более всего напоминает псевдопластичность, когда временем, необходимым для связывания частиц, нельзя пренебречь. 50. Реопектнческие жидкости характеризуются тем, что им свойственно постоянное структурообразование при сдвиге. 51. Вязко-упругие жидкости характериауются способностью к упругому восстанавленшо формы и вязким течением. К таким жидкостям относятся, например, смолы. Следует иметь в виду, что реологические свойства каждой отдельной жидкости зависят от скорости сдвига.
Так, жидкость, ведущая себя как бингамовская в одном диапазоне сдвигов, в другом диапазоне становится псевдопластичиой, а при больших скоростях сдвига начинает проявлять свойства ньютоновской жилкости. ТЕЧЕНИЕ НЕНЬЮТОНОВСКНХ ЖИДКОСТЕИ В КРРГЛЫХ ТРУБАХ 52. Неиьютоновская жидкость (паста), поступающая в трубопровод из насоса, имеет разрушенную структуру. Перекачивание такой жидкости (пасты) характеризуется постоянным расходом мощности, так как в результате интенсивного механического воздействия она приобретает свойства, не зависящие от продолжительности перекачивания. Кроме того, до поступления в. насос жидкость (паста) обычно обрабатывается в аппаратах с перемешиваюшнми устройствами [1-15), что также способствует изменению ее структуры. О днако, если при перекачивании, например, юшсотропной жидкости насосбудет остановлен на длительное время без опорожнения трубопровода, прн последующем пуске потребуется значительно ббльшая мощность, необходимая для раз.
рушения структуры и возобновления течения жидкости (пасты] по трубопроводу. Имеющиеся методы расчета течения неньютоновских жидкостей относятся только к стационарному режиму. 53. Л. 3. Ламинарный режим течения пеньютоновских жидкостей в прямых трубах круглого сечения. В литературе приводятся различные методы расчета ламинарного течения реологически устойчивых м<илкостей по прямым трубам круглого сечения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
