|
Электрореологические суспензии состоят из неполярной дисперсной среды и твердой дисперсной фазы с достаточно высокой диэлектрической проницаемостью. Дисперсными средами могут служить неполярные или слабополярные органические жидкости с достаточно высоким электрическим сопротивлением, например, светлые масла (вазелиновое, трансформаторное), растительные мала (касторовое), диэфиры (дибутилсебацинат), нефтановые углеводороды (циклогексан), керосин, загущенный малыми добавками полиизобутилена. В качестве дисперсной фазы широко применяется кремнезем в различных модификациях. Размеры частиц не более 1 мкм.
Электрореологический эффект не проявляется заметно вплоть до некоторой пороговой напряженности электрического поля Eкр. Величина ее зависит от состава суспензии и температуры. После достижения значения Eкр эффективная вязкость растет приблизительно квадратично, но не до бесконечности, а до ее насыщения. Эффект наблюдается при постоянном и переменном поле. При увеличении частоты кажущаяся вязкость вначале остается неизменной, затем падает. Вид зависимости эффекта от частоты зависит от состава дисперсной системы.
Электрореологические суспензии весьма чувствительны к изменениям температуры. Нагрев снижает абсолютную величину эффективной вязкости системы. С ростом температуры влияние электрического поля постепенно нивелируется.
Под действием сдвига в так называемых электрочувствительных дисперсных системах происходят изменения диэлектрической проницаемости, электропроводности и тангенса угла диэлектрических потерь. Такие изменения диэлектричеких параметров предложено называть реоэлектрическим эффектом. Важное значение реоэлектрического эффекта для практики связано с возможностью получения на его основе электрически анизотропных материалов, в частности электронов. Если частицы дисперсной фазы несут заряд преимущественно одного знака, в концентрированных системах при наложении электрического поля наблюдается электросинерезис – сжатие структурного каркаса в целом у одного электрода и выделение дисперсной среды у другого.
В суспензиях, если частички несут положительный или отрицательный заряд, под влиянием электрического поля протекает электрофорез и соответственно на катоде или на аноде осаждается слой дисперсной фазы. Это свойство используется для создания информационных табло и экранов отображения плоских устройств для показа картин с помощью дисперсных систем, прозрачность которых изменяется под влиянием электрического поля.
Области возможного практического применения электрореологического эффекта чрезвычайно разнообразны и широки:
регулирование движения жидкости, прокачиваемой через узкий канал;
конструкции муфт сцепления, тормозов и других фрикционных устройств;
зажимные и фиксирующие устройства (если пленку электровязкой жидкости нанести на тонкую пластину диэлектрика, с другой стороны которого располагаются электроды, соединенные с источником одно или трехфазного тока, то электропроводный эффект, установленный на пластине, будет жестко зафиксирован "затвердевший" пленкой при наложении достаточно интенсивного электрического поля);
жидкие электрогенераторы, преобразователи тока;
электрокинетические весы и др.
Реология полимерных растворов – реологически сложные среды, обладающие нелинейными вязкоупругими, вязко-пластичными и вязко-сыпучими свойствами, которым присущ неравновесный режим течения в трубах. Реологические особенности таких систем обуславливают проявление разнообразных свойств и эффектов, на основе которых можно разработать новые системы измерения вязкости. Известно, что при сдвиговом течении в вязкоупругих системах действуют не только касательные, как у воды или у любой другой ньютоновской жидкости, но и нормальные напряжения, которые характеризуются модулем сдвиговой упругости – реологическим параметром системы и скоростью сдвига. Действие нормальных напряжений определяют характерные реологические эффекты при движении вязкоупругих систем.
Подбор примеров, которые будут рассмотрены, ни в коем случае не является обзором существующих экспериментальных данных относительно реологических свойств вязкоупругих систем любой природы.
Основная цель приводимого описания различных эффектов заключается в демонстрации многообразия встречающихся реологических свойств и, что самое главное, их несводимости к явлению вязкости. Наоборот, каждый из описанных ниже экспериментов показывает, что определяющие факторы поведения исследуемой системы в тех или иных условиях – время релаксации жидкости или модуль сдвиговой упругости.
Необходимо отметить, что все рассматриваемые свойства присущи не только одному типу жидкостей, но и в той или иной степени всему многообразию систем, применяемых в нефтяной промышленности.
Do'stlaringiz bilan baham: |
