粘弹性流体

更新时间:2023-11-07 11:18

粘弹性流体,介于黏性流体和弹性固体之间。它们同时表现出黏性弹性,在不超过屈服强度的条件下,剪应力除去以后,其变形能部分的复原。属于此种流体的有面粉团、凝固汽油沥青等。

定义

粘弹性流体,介于黏性流体和弹性固体之间。它们同时表现出黏性和弹性,在不超过屈服强度的条件下,剪应力除去以后,其变形能部分的复原。属于此种流体的有面粉团、凝固汽油和沥青等。

弹性体

在一物体上施加切力时,该物体就产生形变,形变与切力成正比,并符合虎克定律。如果除去切力,贮存于物体内部的能量立即放出,物体立即恢复到原来的形态,这种物体就称为弹性体

牛顿体

对于牛顿体来说,当切力除去后,不会恢复到原来的形态,因为当切力施加到牛顿体上,虽然也产生形变,并与切力成正比,但这部分切力是作为克服内部摩擦阻力,以热的形式放出,并没有贮存于体系内。

粘弹性体

严格讲,真正理想的弹性体与牛顿体是极少的,如对固体施加很大的应力之后,也会发生变形流动,液体在快速外力作用下也会显示出像固体那样的弹性。流动性与弹性同时具备,这样的物体就是粘弹性体。当外力作用于粘弹性体上一部分能量消耗于内部摩擦,以热的形式放出;一部分作为弹性贮存。体系的形变不像弹性体那样立即完成,而是随时间逐渐发展,最后达到最大形变,这个过程叫做蠕变

研究方法

随着石油化工工业和聚合物工程的迅速发展,处理和操作粘弹性流体的工业装置越来越多,如本体法高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、顺丁橡胶聚酯等生产过程。大量资料表明,聚合反应后期及聚合物加工过程涉及的高分子熔融体,不仅具有高粘的特性,而且许多熔融聚合物都具有粘弹性。粘弹性流体在许多方面都表现出和一般流体很不相同的规律。

由于粘弹性聚合物系的复杂性,其流变行为的测量和模拟均较困难,在聚合反应器的冷模试验过程中,为便于工程研究,绝大多数研究者采用模拟液的方法。聚丙烯酞胺(PAM)具有明显的弹性,且与水溶性流体具有相溶性,常将它与其他粘性流体混合用来模拟具有各种粘弹性行为的聚合物系,广泛用作聚合反应器传质、传热及搅拌功率等研究的模拟流体。

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