Модель неустойчивых локальных структур неполярных жидкостей

• Автор: Мартынов, Олег Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ковров
• Количество страниц: 117 с. : ил.

Глава 1. . Основные теории жидкостей

1.1. Статистическая теория жидкостей

1.2. Теория описания реологических характеристик на основе

идеальных тел.

1.2.1. Упруго - вязкость. Тело Максвелла

1.2.2. Механическая модель описывающая реологическое

поведение тела, описанного Кельвином (тело

Кельвина)

1.2.3. Вязко пластичное или бингамное тело

1.2.4. Остальные тела описывающие поведения жидкостей 24

1.2.5. Сложные тела

1.3. Структурные теории жидкости ;
1.3.1. Теория Френкеля
1.3.2. Теория Эйринга
1.3.3. Теория Панченкова
1.3.4. Теория ассоциатов и комплексов
Глава 2. Модель неустойчивых локальных структур (НЛС) неполярных
жидкостей в широком интервале градиентов скоростей сдвига
2.1. Основные положения модели
2.2. Теоретическое описание модели
2.3. Обоснование выбора объемнонентрированной ячейки на основании расчета координационного числа неполярных жидкостей по модели

2.4. Вывод функциональной зависимости для силы сдвиговой
деформации
Глава 3. Экспериментальные подтверждения модели
3.1. Температурная зависимость динамического коэффициента вязкости на основе модели НЛС для простых жидкостей
3.2. Обобщенная функция зависимости динамического коэффициента сдвиговой вязкости от температуры и давления
Глава 4. Следствия модели неустойчивых локальных структур
4.1. Реологические свойства неполярных жидкостей с точки зрения молекулярно-кинетической модели
4.2. Влияние ультразвуковых волн на силу вязкого трения,
действующую на пластину, движущуюся в жидкости
4.3. Явление поглощения электромагнитных волн с частотами близкими к частоте колебаний молекул ячейки в жидкости
4.4. Уменьшение предельного числа Рейнольдса в отсутствии внешних сил, действующих на жидкость
Заключение
Приложение №1
Приложение №2
Приложение №3
Приложение №4
Приложение №5
Приложение №6
Приложение №7
Список литературы

Актуальность темы: Исследование жидкого состояния вещества уже многие годы являлось и по-прежнему является одним из актуальнейших направлений современной физики. Неполнота знаний в этой области не позволяет решать многие задачи физики, химии, биологии и технических наук. Основная проблема - отсутствие достаточно общей теории жидкого состояния, ' что обусловлено многообразием типов жидкостей (простые, ассоциированные, полимерные, молекулярные растворы, коллоиды и т.д.) и еще большим многообразием проявления их свойств, существенно зависящих от состояния, в котором они находятся. Поэтому существуют различные теоретические подходы к описанию свойств жидкостей. Их можно классифицировать по двум группам. К первой следует отнести теории, которые описывают физические свойства жидкостей исходя из их дискретного молекулярного строения -статистические и структурные теории. Ко второй группе - теоретические описания структурно-механических свойств жидкостей, рассматривающие их как сплошную среду - реологические модели.
Очевидно, что макросвойства жидкостей, в том числе и реологические, определяются молекулярным составом, структурой и межмолекулярными взаимодействиями. В этой связи принимались и принимаются попытки объяснения реологических свойств жидкостей исходя из их молекулярного строения. Прежде всего это касается вязкости, проявляющейся при течении реальных жидкостей и являющейся одним из основных экспериментальных источников наших сведений о межмолекулярных силах. Наиболее известное, и, надо сказать, наглядное, объяснение и описание явления сдвиговой вязкости *; было получено в рамках структурных моделей Я.И.Френкеля и Г.Эйринга. Однако в ходе аналитического описания этих моделей был использован закон вязкого трения Ньютона. В связи с чем эти и подобные модели в объяснении сдвиговой вязкости не смогли выйти за рамки ньютоновского течения. Поэтому актуальной задачей настоящего времени является создание такой структурной

Найти функцию, заданную выражением (2.1), затруднительно из-за большой сложности нахождения шестикратного интеграла. Для упрощения расчета зафиксируем положение нижних молекул и усредним функцию взаимодействия только по центральной верхней молекуле. Это не приведет к существенному отклонению от значения, полученного по формуле (2.1), так как положение нижележащих молекул при быстром колебании симметрично относительно среднего положения. Исходя из этих приближений, мы получим следующую функциональную зависимость:
Таким образом, мы получили зависимость силы, действующую на молекулу при смещении слоев. Для оценки вида этой функции были взяты следующие параметры: а = 4-10'10м, є = 6.1-Ю'21 Дж, б=1,37су [12]. Расчет модели был произведен в математическом редакторе Матлаб 6.1 (см. Приложение 2).
Графическое представление функции <ГХ>?.5 ^ показано на рис 2.8. и рис 2.9.
Как видно из рисунков функция нелинейная и достигает максимального значения при Ах ~ 0,4‘8.
а л/4
(2.9)