Способ определения вязкости и пластического напряжения сдвига дисперсных систем Советский патент 1976 года по МПК G01N11/00 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ И ПЛАСТИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ СДВИГА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ fl ar -. Г т -Тt- - t .. .; P Po i.- -J t где -вяакос;ть; Cpp -начальное равновесное напряжение сдвига; -скорость сдвига; цриращение скорости сдвига; f и Т --напряжение сдвига, измеренные в два различных момента времени t и , tp -новое равновесное значение напря жения сдвига; :. Г -определяемое значение пластичес кого напряжения.сдвига.; Как показывают реологические исследования тиксотропных глинистых суспензий, / проведенные с помощью ротационных виско зиметров, если находящуюся в зазоре между цилиндрами вискозиметра суспензию под вергать непрерывной деформации при посто янной скорости вращения внутреннего цилин дра до тех пор, пока касательное напряжение в суспензии (определяемое по динамо- метру) не примет стабильного, равновесного значения, а затембыстро увеличить скб рость вращения цилиндра, а следовательно, и скорость сдвига на произвольно выбранную величину, то напряжение сначала также быстро возрастет, а затем будет медленно снижаться по экспоненциальной зависимости от времени, пока не достигнет равновесного значения Гр , соответствукщегс возросшей скорости сдвига. Вследствие йнйрИио1Яностй деталей и узлов вискозиметр рэ 1е1к1гррдгвигатёля, цилиндров, кареток, аторйчныхприборов) увеличение скорости сдвига всегда происходит не мгновенно, а в течение заметного времени. Благодаря микроскопическим размерам и большой подвижности элементов структуры, она успевает за это время существенно перестроиться, в результате чего прибор показывает падающее напряжение в уже перестраивающейся структуре. Зная из опытных данных, что падение напряжения t происходит во времени t по экспоненциальной кривой t (i) , можно по двум ее точкам определить то напряженке Т которое имело бы место после бесконечно быстрого (мгновенного) возрастания скорости сдвига, Экспоненциальная кривая t(t) описыва;егся следующим уравнением, Гр-Гр)е где К - коэффициент, не зависящий отГ и t . Измерив в период снижения напряжения эго значения tr и tTj , соответствующие двум проиагзольно выбранным моментам времени, а также равновесное напряжение наступивщее после завершения перестройки структуры, можно составить следующую систему уравнений (t;-r)e- Решая эту систему уравнений, находим i-S (Далее, имея две пары соответствующих значений напряжения и скорости сдвига, относящихся к течению одной и той же структуры а равновесном и неравновесном ее состояниях:РО и Ё- - равновесное состояние, f и (+л&)- неравновесное состояние, можно определить Н по формуле: o-V , --тгили, подставляя в формулу (4) вместо trjj его выражение по формуле (3), получаем t. 3 (Я Зная 1 , находим f по уравнению Бингама )У Таким образом, выполнив по предлагаемому способу ряд указанных выше .физических операций над исследуемой суспензией и записав при этом показания приборов (вискозиметра, секундомера), можно на основе полученных данных, используя предложенные формулы (5) и (6), определить вязкость и пластическое напряжение сдвига, которыми обладает суспензия при скоростях сдвига, лежащих в структурном диапазоне. Формула изобретения Способ определения вязкости и пластического напряжения сдвига дисперсных систем с использованием, например| ротационного вискозиметра, при котором вьшерживают исследуемую дисперсную систему при заданной скорости сдвига до установления равновесного напряжения сдвига, отличающийся тем, что, с целью определения вязкости и пластичного напряжения сдвига при скоростях сдвига, относящихся к структурной ветви равновесной кривой течения, после установления равновесного напряжения сдвига придают скороеS . ти сдвига приращение с одновременным началом измерения времени и в процессе снйжения напряжения сдвига, следующего эа приращением скорости сдвига, фиксирукпдва значения напряжения сдвига в два раз«личных момента времени, а также новое равновесное значение напряжения сдвига и :определякут указанные парамш-ры по фор- . „ „„ . мупам. . j-X. 2. t f 518 t j. 6 Т t - Л i п „ -. Г -начальное равновесное напряжен., . С ДБ Jf 1 j Ч- скорость сдвига ,с . « г Р скорости сдвига; - « РЯкения сдвига, измеряемые два различных момента времени ij -.---. 3. Т новое равновесное значение на, пряжения сдвига; в определяемое значение пластического напряжения сдвига.