Вариант нелинейной модели течения тиксотропных вязкоупругопластических сред со степенной зависимостью вязкости и модуля сдвига от текущей структурированности

Сведения об авторе
  • Научно-исследовательский институт механики МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва, Российская Федерация; Институт естественных наук СВФУ имени М.К. Аммосова, Якутск, Российская Федерация

Аннотация

Исследованы свойства и характерные особенности нового варианта нелинейного определяющего соотношения для описания сдвигового течения тиксотропных сред, учитывающего взаимное влияние процесса деформирования и эволюции структуры (кинетики ее образования и разрушения), предложенного ранее. Зависимости вязкости и модуля сдвига от текущей структурированности задаются двумя степенными функциями, в отличие от экспонент первого варианта. В одноосном случае модель управляется одной неубывающей материальной функцией и шестью положительными параметрами, как и ранее, но система двух нелинейных дифференциальных уравнений для напряжения и параметра структурированности, к которой она сведена, получается иной. Проведено аналитическое исследование ее математических свойств и установлено, что все полезные базовые свойства исходной модели и ее способность описывать основные реологические эффекты, обнаруженные в предыдущих работах, сохраняются, хотя некоторые свойства видоизменяются. Доказаны существование и единственность положения равновесия этой системы, в общем виде исследованы зависимости его координат от всех материальных параметров и от скорости сдвига при произвольной материальной функции, установлено, что все зависимости монотонных. Доказано, что модель приводит к возрастающей зависимости равновесного напряжения от скорости сдвига и к убывающей кривой кажущейся вязкости, отражающим типичные свойства экспериментальных кривых течения псевдопластических сред, но ряд качественных свойств этих кривых и фазовых кривых отличается от первого варианта модели. Найдены два индикатора применимости первого или второго вариантов модели, удобные для проверки по данным испытаний. Поэтому новый вариант модели полезен как дополнение инструментария для моделирования течения разнообразных тиксотропных сред.

Ключевые слова

тиксотропиявязкоупругостьреологиясдвиговое течениененьютоновские жидкостидисперсиигелиполимерные системыэволюция структурированностиструктурно-реологическая модельположение равновесияинтегральные кривыекривая теченияаномалия вязкости

Литература

  1. 1.Bingham, E.C. Fluidity and plasticity / E.C. Bingham. – N.Y., 1922. Scholar
  2. 2.Reiner, M. Rheology / M. Reiner // Encyclopedia of Physics. – Vol. 6. – Berlin-Heidelberg: Springer, 1958. – P. 434–550. Scholar
  3. 3.Lodge, A.S. Elastic Liquids: An Introductory Vector Treatment of Finite-strain Polymer Rheology / A.S. Lodge. – London: Academic Press, 1964. – 389 p. Scholar
  4. 4.Виноградов, Г.В. Реология полимеров / Г.В. Виноградов, А.Я. Малкин. – М.: Химия, 1977. – 440 с. Scholar
  5. 5.Бибик, Е.Е. Реология дисперсных систем / Е.Е. Бибик. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981. – 172 с. Scholar
  6. 6.Larson, R.G. Constitutive Equations for Polymer Melts and Solutions / R.G. Larson. – Butterworth: Boston, 1988. – 364 p. Scholar
  7. 7.Leonov, A.I. Non-linear Phenomena in Flows of Viscoelastic Polymer Fluids / A.I. Leonov, A.N. Prokunin. – London: Chapman and Hall, 1994. – 475 p. Scholar
  8. 8.Macosko, C. Rheology: Principles, Measurements and Applications / C. Macosko. – N.Y.: VCH, 1994. – 549 p. Scholar
  9. 9.Rohn, C.L. Analytical Polymer Rheology / C.L. Rohn. – Munich: Hanser Publishers, 1995. – 314 p. Scholar
  10. 10.Huilgol, R.R. Fluid mechanics of viscoelasticity / R.R. Huilgol, N. Phan-Thien. – Amsterdam: Elsevier,1997. – 487 p. Scholar

Другие статьи выпуска

Весь выпуск (№ 6, 2024)
Скачать PDF

Информация о статье

Опубликована
26.12.2024
В выпуске
26.12.2024
Выпуск
№ 6 (2024)
Поделиться