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重悬浮液的黏度有何特点

生活常识佚名2023-08-24

重悬浮液是非均质两相流体,它的黏度与均质液体不同。其差异主要表现在重悬浮液的黏度即使温度保持恒定也不是一个定值,同时重悬浮液的黏度明显比分散介质的大。其原因可归结为如下三个方面:

重悬浮液

(1)重悬浮液流动时,由于固体颗粒的存在,既增加了摩擦面积,又增加了流体层间的速度梯度,从而导致流动时的摩擦阻力增加。

(2)固体体积分数φ较高时,因固体颗粒间的摩擦、碰撞,使得重悬浮液的流动变形阻力增大。

(3)由于加重质颗粒的表面积很大,它们彼此容易自发地联结起来,形成一种局部或整体的空间网状结构物,以降低表面能(见图4-1),这种现象称为重悬浮液的结构化。在形成结构化的重悬浮液中,由于包裹在网格中的水失去了流动性,使得整个重悬浮液具有一定的机械强度,因而流动性明显减弱,在外观上即表现为黏度增加。

图4-1 重悬浮液结构化示意图

结构化重悬浮液是典型的非牛顿流体,其突出特点是,有一定的初始切应力τ0(如图4-2所示),只有当外力克服了这一初始切应力后,重悬浮液才开始流动。当流动的速度梯度达到一定值后,结构物被破坏,切应力又与速度梯度保持直线关系,此时有:

τ=τ0 μ0du/dh 

图4-2 不同流体的流变特性曲线

式中 τ——结构化重悬浮液的切应力,Pa;τ0——结构化重悬浮液的静切应力,Pa;μ0——结构化重悬浮液的牛顿黏度,Pa·s;du/dh——结构化重悬浮液流动过程的速度梯度,s-1。

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