Сделай Сам Свою Работу на 5

Как изменяется во времени гидростатическое давление ВПЖ, тиксотропной суспензии?





Реологическая модель Бингама

Была предложена американским ученым Бингамом, изучавшим течение красок

Чаще уравнение Бингама записывают в виде t=t0+h*(dU/dn). Из рисунка 1.3 видно, что уравнение Бингама хорошо описывает близкий к прямолинейному участок ВС реальной реограммы, не описывая криволинейные участки АВ и СD.

Течение Бингамовских жидкостей должно начинаться в точке F, хотя течение реальных ВПЖ начинается в точке А.

Модель Шведова – Бингама

Согласно этой модели течение жидкости начинается в точке А при >, а дальнейшее течение описывается уравнением Бингама.

Нетрудно видеть, что в модели Шведова – Бингама имеются три реологические константы: q - статическое напряжение сдвига; t0 - динамическое напряжение сдвига и h - структурная вязкость.

Тиксотропия.

Давно было замечено, что буровые растворы, относящиеся к ВПЖ или ППЖ, находясь в покое как бы загустевают, превращаясь в гель, а при перемешивании снова превращаются в подвижную жидкость. Изотермически обратимое превращение жидкости в гель в покое и в золь при перемешивании называется тиксотропией. Тиксотропия обусловлено стремлением частиц твердой или полимерной фаз буровых растворов к образованию связи между ними, раствор приобретает структуру. Прочность этой связи характеризуется величиной статистического напряжения сдвига (СНС). Наиболее ярким проявлением тиксотропии является рост величины СНС в покоящейся жидкости.



Рисунок - Изменение величины СНС высокотиксотропной (1) и малотиксотропной (2) покоящейся жидкости во времени. Тиксотропия играет исключительно важную роль в бурении. Она обеспечивает удержание твердой фазы буровых растворов во взвешенном состоянии в покое, то есть стабильность растворов во времени, влияет на гидростатическое давление ВПЖ.

В чем сходсто и различие динамического и статического напряжения сдвига?

Статическим напряжением сдвига (СНС) называется касательное напряжение, при превышении которого начинается движение реальной вязкопластичной жидкости или погруженных в нее тел. Динамическим напряжением сдвига (ДНС) называется касательное напряжение сдвига, при превышении которого началось бы движение ВПЖ или погруженных в нее тел, если бы жидкость подчинялась закону Бингама.



Из рисунка 1.2 видно, что точка F, соответствующая величине ДНС, не лежит на реологической кривой ВПЖ. Величину ДНС невозможно непосредственно измерить, она является математической абстракцией и служит для описания движущейся жидкости (на участке ВС).

Точка А, соответствующая величине СНС, лежит на реологической кривой ВПЖ. Величину СНС можно непосредственно измерить приборами. СНС характеризует покоящуюся жидкость.

Как изменяется во времени гидростатическое давление ВПЖ, тиксотропной суспензии?

В отличие от ньютоновских ВПЖ обладают статическим напряжением сдвига (СНС), обусловленным образованием связей между частицами твёрдой или полимерной фаз. При оставлении жидкости в покое СНС, как правило, во времени растет, что является одним из проявлений тиксотропии.

Гидростатическое давление тиксотропной суспензии.

Суспензия считается тиксотропной, если при оставлении её в покое в ней наблюдается рост СНС, приводящий к замедлению, а затем и к прекращеню оседания твёрдой фазы. Плотность супсензии зависит от объёмного содержания твёрдой фазы j и плотностей твёрдой rт и жидкой rж фаз . Если сразу после оставления жидкости в покое СНС ещё достаточно мало, и все частицы твёрдой фазы оседают, гидростатическое давление будет определяться плотностью суспензии . Если с ростом СНС часть часичек твёрдой фазы перестанет оседать, они уже не будут участвовать в создании давления. Естественно, что при этом гидростатическое давление в супсензии станет меньше. Когда, вследствие дальнейшего роста СНС, вся твёрдая фаза перестанет оседать, давление будет создаваться лишь жидкой фазой .



Рисунок 2.1 - Изменение гидростатического давления покоящейся тиксотропной супсензии во времени ;

Гидростатическое давление гомогенной вязкопластичной жидкости.

Для определения гидростатического давления таких жидкостей рассмотрим условия равновесия столба гомогенной ВПЖ высотой H и длиной L в цилиндрическом сосуде диаметром Dс. На выделенной объём жидкости действует сила тяжести и силы давления атмосферного и гидрастатическое на глубине H Движению данного объёма жидкости препятствует сила, обусловленная статическим напряжением сдвига Выделенный объём жидкости будет неподвижным (находится в равновесии) при после подстановки и упрощений получим выражение для определения гидростатического давления гомогенной ВПЖ

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.