Исследование динамических вязкоупругих и акустических свойств жидкостей в зависимости от термодинамических параметров состояния

• Автор: Мирзоаминов, Хайрулло Мирзорахимович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Душанбе
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ РЕЛАКСАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ, ВЯЗКОУПРУГИХ И АКУСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКОСТЕЙ §1.1.Обзор экспериментальных исследований коэффициентов вязкости, модулей упругости и акустических параметров
жидкостей
§1.2.Обзор теоретических исследований релаксационных процессов, явлений переноса, упругих и акустических
свойств жидкостей
ГЛАВА II. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ ЖИДКОСТЕЙ С УЧЁТОМ ПРИРОДЫ ЗАТУХАНИЯ РЕЛАКСИРУЮЩИХ ПОТОКОВ §2.1. Исходные кинетические уравнения и получение
аналитических выражений для коэффициентов вязкости и модулей упругости с учетом вкладов релаксационных
процессов в жидкостях
§2.2. Исследования вязкоупругих свойств классических жидкостей при наличии экспоненциального закона затухания
релаксирующих потоков
§2.3. Выбор аналитического выражения, модели и выполнение численных расчетов коэффициента трения и времён
релаксации жидкостей
§2.4. Численные расчеты динамического коэффициента сдвиговой вязкости жидкого аргона в зависимости от плотности и температуры

ГЛАВА III. ПРОВЕДЕНИЕ ЧИСЛЕННЫХ РАСЧЕТОВ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ ЖИДКОСТЕЙ С УЧЁТОМ ВКЛАДОВ РЕЛАКСАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ
§3.1. Численные расчеты коэффициентов сдвиговой и объёмной вязкости простых жидкостей в зависимости от частоты и
параметров состояния
§3.2. Численные расчеты динамических модулей сдвиговой и объёмной упругости простых жидкостей в зависимости от
плотности и температуры
§3.3. Исследование вязкоупругих свойств двухатомных жидкостей
с квазисферическими молекулами
ГЛАВА IV. АКУСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ЗАКОН
СООТВЕТСТВЕННЫХ СОСТОЯНИЙ ЖИДКОСТЕЙ §4.1. Исследование акустических свойств классических жидкостей в зависимости от природы затухания релаксирующих
потоков
§4.2. Зависимость скорости распространения и коэффициента
поглощения звуковых волн простых жидкостей от частоты и
параметров состояния
§4.3. Исследование акустических свойств жидкостей с
квазисферическими молекулами
§4.4. Закон соответственных состояний для вязкоупругих и
акустических свойств жидкостей
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность темы. Исследования структуры жидкостей, природы теплового движения и релаксационных процессов, происходящих в них, являются актуальными задачами физики конденсированного состояния вещества. Важность выбранной темы исследования определяется широким практическим использованием жидкостей в качестве горючего, хладагентов, носителей тепла и в качестве рабочего материала в ряде технологических процессов, что требует знания их транспортных, упругих и акустических свойств. Теоретическое изучение физико-химических свойств жидкостей и их растворов в настоящее время развивается строгими методами коррелятивных и временных корреляционных функций распределения, проекционных и неравновесных статистических операторов, функции Грина, коллективных переменных, а также методами численных и модельных теорий. Кинетическая теория дает возможность описания неравновесных состояний жидкостей и вычисления коррелятивных функций распределения низших порядков, которые необходимы для вывода уравнений обобщенной гидродинамики, определения кинетических коэффициентов и соответствующих им модулей упругости. Следует отметить, что динамическое поведение последних в широком интервале изменения термодинамических параметров состояния в настоящее время исследовано недостаточно, а также не изучено асимптотическое поведение их при низких и высоких частотах. Исследованию этих вопросов и посвящена настоящая диссертационная работа.
Цель работы заключается в исследовании динамического поведения вязкоупругих и акустических свойств жидкостей с учетом вкладов трансляционной и структурной релаксации в широком интервале изменения термодинамических параметров состояния. В связи с этим решались следующие задачи:
• выбор исходных аналитических выражений для динамических коэффициентов вязкости и соответствующих им модулей упругости

релаксации, т.е. время релаксации кинетической части тензора вязкого напряжения кар{цх,1) в импульсном пространстве,
Р{я„Г,і) = -2пЩ<
1 +
1 91п^0(|г)
6 Э1пг
ЗІП£0(И)

+ уТ
/ СІІу5 +
1 ж ) V
гагр-{1Ъ)гг8арЛдпёХгЩдЭа
(2.8)
дп г jdqf
т0 = а>~1 = (5 а212кТ - феноменологический параметр, являющийся аналогом времени диффундирующей молекулы, к - постоянная Больцмана, (5
коэффициент трения, Ь

"Г1п£оМ
-оператор Смолуховского
дга дг°
в конфигурационном пространстве, у - (псу)~'(дР/ дТ)„; н2°(| Р|) = п^0( ? |) -равновесная бинарная плотность, су - изохорная теплоёмкость жидкости, ёо (1^1) ~ равновесная радиальная функция распределения.
Решение уравнения (2.6) имеет вид:
(2.9)
1 + [ дц!2 I
Уравнение (2.7) является неоднородным уравнением параболического типа, т.е. уравнением Смолуховского для бинарной плотности п2(^,г,{) в конфигурационном пространстве. Решение уравнения (2.7) представляет собой задачу Коши ф > 0, - со<г<оо)с нулевым начальным условием, которое имеет вид [121]:
п2(с/,,г,/)= С{г,()р(с]],г„()с(г]

_/ ч 2 (гг.)

1/2

(2.10)
(2.11)
Выражение (2.11) представляет собой фундаментальное решение (функция Грина) уравнения Смолуховского (2.7) для п2(с[],г,/) и описывает пространственно-временное поведение бинарной плотности и, следовательно,