ДИССИПАТИВНЫЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЫСОКОВЯЗКИХ СРЕД

Тишин В.Б., Федоров А.В., Новоселов А.Г., Федоров А.А., Мамедов Э.Р. Диссипативный метод исследования реологических свойств высоковязких сред // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19. № 1. С. 95–101. doi: 10.17586/2226-1494-2019-19-1-95-101

Исследование реологических свойств высоковязких сред представляет и практический, и научный интерес, поскольку их необходимо учитывать при расчете энергетических затрат на производство, оборудования, а также при изучении структуры сред и законов течения. Как правило, исследования реологических свойств высоковязких сред, проявляющих неньютоновские свойства, проводятся на ротационных или капиллярных вискозиметрах. Однако использовать полученные таким образом данные в технических расчетах оборудования довольно сложно. Причина кроется в различии гидродинамических условий, от которых зависит вязкость неньютоновских жидкостей. Предложен метод исследования реологических свойств высоковязких жидкостей, основанный на превращении механической энергии сил трения при перемешивании в тепловую. Обоснована необходимость использования предлагаемого метода в реологических исследованиях высоковязких сред. Представлено теоретическое объяснение физической сути метода, выполнен вывод уравнения для расчета вязкости. Проведена экспериментальная проверка предложенного метода на примере определения вязкости водного раствора глицерина 95 %-ной концентрации, полученные данные сопоставлены с известными результатами из литературы. Расхождение опытных и расчетных значений критерия мощности составило не более 14 %.

1. Маслов А.М. Аппараты для термообработки высоковязких жидкостей. Л.: Машиностроение, 1980. 208 с.
2. Арет В.А., Николаев Б.Л., Забровский Г.П., Николаев Л.К. Реологические расчеты оборудования производства жиросодержащих пищевых продуктов. СПб: СПбГУНиПТ, 2004. 342 с.
3. Будтов В.П., Консетов В.В. Тепломассоперенос в полимеризационных процессах. Л.: Химия, 1983. 256 с.
4. Столин А.М., Мержанов А.Г., Плотникова Н.В., Шаталов Б.Н. Способ определения вязкости жидкостей. Авторское свидетельство 2476841/18. Бюл. 1979. № 12.
5. Aniket A., Kumari P., Kumari S., Saurabh L., Khurana K., Rathore S. Formulation and evaluation of topical soy-phytosome cream // Indian Journal of Pharmacy and Pharmacology. 2015. V. 2. N 2. P. 105–112.
6. Шахматов К.С., Доня Д.В., Басова Г.Г. Способ определе-ния вязкости жидкостей малых объемов // Вестник КузГТУ. 2017. № 4 (122). С. 126–130.
7. Kornaeva E., Kornaev А., Savin L. Inertial method of viscosity measurement of the complex rheology medium // Procedia Engineering. 2016. V. 150. Р. 626–634. doi: 10.1016/j.proeng.2016.07.056
8. Dahdouh L., Wisniewski C., Ricci J., Vachoud L., Dornier M., Delalonde M. Rheological study of orange juices for a better knowledge of their suspended solids interactions at low and high concentration // Journal of Food Engineering. 2016. V. 174. Р. 15–20. doi: 10.1016/j.jfoodeng.2015.11.008
9. de Castilhos M.B.M., Betiol L.F.L., de Carvalho G.R. Telis-Romero J. Experimental study of physical and rheological properties of grape juice using different temperatures and concentrations. Part I: Cabernet Sauvignon // Food Research International. 2017. V. 100. P. 724–730. doi: 10.1016/j.foodres.2017.07.075
10. Falguera V., Velez Ruiz J.F., Alins V., Ibarz А. Rheological behaviour of concentrated mandarin juice at low temperatures // International Journal of Food Science and Technology. 2010. V. 45. N10. P. 2194–2200. doi: 10.1111/j.1365-2621.2010.02392.x
11. Genovese D.B., Lozano J.E., Rao M.A. The rheology of colloidal and noncolloidal food dispersions // Journal of Food Science. 2007. V. 72. N 2. P. R11–R20. doi: 10.1111/j.1750-3841.2006.00253.x
12. Tu J., Wen L., Wang L., Zhang S., Bai C., Zou C. Simulating the rheology of suspensions using dissipative particle dynamics // Procedia Engineering. 2015. V. 102. P. 1593–1598. doi: 10.1016/j.proeng.2015.01.295
13. Boek E.S., Coveney P.V., Lekkerkerker H.N.W., Van der Schoot P. Simulating the rheology of dense colloidal suspensions using dissipative particle dynamics // Physical Review E. 1997. V. 55. N3. P. 3124–3133. doi: 10.1103/physreve.55.3124
14. Boromand A., Jamali S., Joao M.M. Viscosity measurement techniques in dissipative particle dynamics // Computer Physics Communications. 2015. V. 196. P. 149–160. doi: 10.1016/j.cpc.2015.05.027
15. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1969. 744 с.
16. Тишин В.Б. Диссипативный нагрев жидкостей в процессе их гомогенизации // Индустрия напитков. 2010. № 6. С. 52.
17. Романков П.Г., Фролов В.Ф., Флисюк О.М., Курочкина М.И. Примеры и задачи по курсу процессы и аппараты химической технологии. СПб: Химия, 1993. 495 с.
18. Фролов В.Ф. Лекции по курсу «Процессы и аппараты химической технологии». СПб: Химиздат, 2003. 607 с.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License