|
|
|
Главная --> Справочник терминов Градиентов скоростей Современные линии непрерывного действия со сдвоенным металлическим транспортером включают устройства для одновременного покрытия пенопласта жесткой или мягкой облицовкой [28]. Такой процесс производства пенопласта является не только более экономичным: важно и то, что получаемый по этой технологии материал обладает рядом существенных преимуществ — панели отличаются незначительным градиентом плотности и обладают более стойкой к абразивному износу поверхностью. Рис. 8.15. Установление седиментационного равновесия в анализе с градиентом плотности, т — расстояние от центра вращения; с — концентрация. Наиболее распространенными методами оценки абсолютной плотности высокомолекулярных веществ являются пикнометриче-ский метод, метод, основанный на использовании колонки с градиентом плотности, и дилатометрический метод. КОЛОНКИ С ГРАДИЕНТОМ ПЛОТНОСТИ Плотность измеряют по уровню, на котором останавливается образец полимера, помещенный в колонку с градиентом плотности. На рис. 31.2 показана схема устройства колонки с линейным градиентом плотности, достигаемым смешением в различных пропорциях тяжелой и легкой жидкостей. Рис. 31.3. Калибровочная кривая для колонки с линейным градиентом плотности. Типичная калибровочная кривая для колонки с линейным градиентом плотности приведена на рис. 31.3. После того как градиент уже установился, такую колонку можно использовать в течение нескольких месяцев. Уровень флотации можно измерять с точностью ±0,5 мм. Ошибка этого метода составляет ±0,0002 г/см3. — в колонке с градиентом плотности 31.3. Метод, основанный на использовании колонки с градиентом плотности . . . 144 Следует специально отметить вариант метода, заключающийся в измерении равновесной высоты в сосуде с градиентом плотности [102]. Наиболее распространенными методами оценки абсолютной плотности высокомолекулярных веществ являются пикнометриче-ский метод, метод, основанный на использовании колонки с градиентом плотности, и дилатометрический метод. Замечание. В Задачах 5.3—5.11 рассматривается изотермическое течение ньютоновской несжимаемой жидкости. Они помогут читателю решать транспортные задачи. Предлагаем следующую методологию: 1) выберите подходящую систему координат, изобразите канал и линии тока (это поможет Вам составить представление о компонентах скорости); 2) преобразуйте уравнение неразрывности к соответствующей системе координат; 3) преобразуйте уравнение движения или уравнение Навье—Стокса к нужной форме; 4) сформулируйте граничные и, если нужно, начальные условия; 5) вычислите профили скоростей и объемные скорости течения (там, где нужно); 6) вычислите внутренние силы, действующие со стороны жидкости на стенку канала; 7) изобразите профили скоростей и градиентов скоростей. Если предположить, что имеет место полностью развившееся, установившееся изотермическое течение жидкости с постоянной плотностью, и давление в потоке не зависит от радиальной координаты, то приходим к заключению, что — dP/d? — AP/L. Это условие, по-видимому, не выполняется на входе в капилляр, где течение имеет форму сходящегося потока и существуют дополнительные компоненты скорости vr и градиенты скоростей (dvzldz, cky/dr к т. д.). Хотя форма линий тока в этой области точно не известна, тем не менее ясно, что для появления дополнительных градиентов скоростей в потоке вязкой или вязкоупругой жидкости необходимо более высокий перепад давлений. Схематически продольное распределение давления представлено на рис. 13.5 (кривая а). Таким образом, — dPidz = AP/L* = AP/(L + ND0), где jV > 0 — входовая поправка, учитывающая потери входа, которая может быть определена экспериментально. Входовую поправку, или коэффициент Бэгли N [1], необходимо учитывать при расчете напряжений сдвига на стенке: высоких температур (250 °С), вакуума и больших градиентов скоростей между градиентов скоростей между трущимися поверхностями (подшипники скольжения и В случае переработки ПВХ композиций (пластичных и упруговяз-ких систем) приходится иметь дело с неньютоновскими жидкостями, у которых вязкость является функцией не только температуры, но и напряжения сдвига. Поэтому при расчете напряжения сдвига, реализуемого в таких системах, необходимо знать кривую течения соответствующего материала, которая представляет собой функцию т =/(f) при заданной постоянной температуре. Расчет градиента скорости, возникающего в шнековой машине,-весьма сложная задача, поскольку в общем случае имеется не постоянный, а меняющийся по участкам градиент скорости сдвига. Так, в зазоре между гребнем шнека и стенкой корпуса градиент скорости максимален, а в межвитковом канале, т.е. между телом шнека и стенкой цилиндра-минимален. Градиенты скорости сдвига, реализуемые в пластикаторах, находятся в пределах от 10 до 15000 с"1. В зависимости от геометрии шнека для каждой машины можно определить средние значения градиентов скоростей, для которых типичны значения в интервале от 100 до 500 ст1. Уравнение (8.18) может быть применено для пластикаторов, рабо-ающих в открытом режиме, и двухшнековых машин. Вязкость для ^ньютоновских жидкостей следует определять из кривой течения =/(V), что требует знания средних градиентов скоростей сдвига в тшине. Ксантогенат целлюлозы после завершения процесса ксантоге-нирования растворяют в разбавленной щелочи. Получаемый при этом вязкий раствор называют вискозой. По-существу, начальная стадия растворения — смешение ксантогената с растворительной щелочью — производится в ксантогенаторах, и в растворители поступает суспензия ксантогената в щелочи. При растворении осуществляется сложный комплекс процессов: сольватация ксанто-генатных групп молекулами растворителя, доксантогенирование, переэтерификация и окончательное разрушение кристаллической решетки природной целлюлозы, молекулярная и конвективная диффузия растворителя и полимера. Для ускорения массообмена и интенсификации разрушения природной структуры процесс проводят при интенсивном перемешивании, т. е. в условиях больших градиентов скоростей и высоких напряжений сдвига. Во время растворения продолжаются рассмотренные выше химические реакции. В связи с резким изменением свойств среды (понижение концентрации NaOH с 15—17 до 5—7%) существенно изменяется соотношение их скоростей. За счет растворения появляются свободные гидроксильные группы, ранее связанные в кристаллических участках, что инициирует процесс переэтерификации. Химические реакции вследствие кратковременности растворения и низкой температуры процесса не определяют течения процесса. Они будут рассмотрены в следующем разделе при описании процесса созревания вискозы. Определяющим при растворении является энергетическое взаимодействие растворителя с полимером и последующее выравнивание концентраций растворителя и полимера в системе. структуре полимера приводит к возникновению градиентов скоростей поглощения, что вызывает образование .напряжений в макроцепях на границе этих микрообластей. Но и вне границ этих микрообластей при наличии «псевдосшитости» в структурно-однородном объеме аморфного полимера при скорости поглощения растворителя, превышающей время, необходимое для распутывания .петель и зацеплений между макромолекулами, возникают большие напряжения в растягиваемых при набухании областях. Для того чтобы представить кривые зависимости Р (е) при е = const во всем диапазоне градиентов скоростей, они изображены на одном рисунке, причем координата Рп принята в разных масштабах. Анализ представленных экспериментально полученных данных приводит к заключению о весьма слабом структурировании исследуемой системы. Если трехмерная пространственная сетка и пронизывает всю систему 10% раствора поливинилового спирта в воде, подобно тому как это обычно имеет место в жидкообразных структурированных системах типа гелей нафтеиата алюминия в органических растворителях, подробное изучение реологических свойств которых нами было проведено в более ранних работах [11], то локальные связи ее, обеспечивающие структуру сцепления, очень слабы, вследствие чего кривые кинетики нарастания напряжения во времени с включением начальной стадии деформирования отвечают монотонной зависимости, без максимумов, соответствующих прочности системы, даже в области высоких градиентов скоростей. Возможно, что пространственная сетка в водных растворах поливинилового спирта низких концентраций (до 10%) отсутствует совсем. Область же эффективной, падающей вязкости в среднем диапазоне напряжений сдвига связана скорее с ориентационным эффектом в стационарном потоке, чем с разрушением структуры системы. На рис. 5 представлена зависимость Р(е) для разных градиентов •скоростей 15% раствора поливинилового спирта в воде без структурирующей добавки. Как следует из рис. 5, кривые кинетики развития напряжения сдвига, полученные при ё = const, кроме монотонного характера непрерывного нарастания напряжения Р до равновесного Рп, в области сравнительно малых скоростей деформации, порядка 1,5 сек~1 и менее (кривые /, 2 рис. 5), отличаются ярко выраженным максимумом в начальной стадии деформирования (кривые 4, 5 рис. 5) с последующим довольно резким снижением напряжения Р до равновесного Р.„, соответствующего стационарному течению системы при данной постоянной скорости деформирования. В то же время, как это следует из рис. 1, кинетика развития напряжения сдвига Р(е) при е = const 10% раствора поливинилового спирта в дистилляте характеризовалась монотонным нарастанием Р до равновесного Рп во всем исследованном диапазоне постоянных скоростей деформации, включая область высоких градиентов скорости, порядка ё^500-г- 1000 сек~~1.  Гидравлических жидкостей Гидравлического сопротивления Гидразоны семикарбазоны Гидрирования ароматических Гидрирования катализаторы Гидрирования водородом Гидрирование непредельных Галоидными соединениями Гидрирование заканчивают |
- |
Навигация