double arrow

Пороговое значение динамической скорости

Частица, находя­щаяся в сдвиговом потоке, испытывает растягивающие усилия и вращательный момент. Молекулы полимеров обладают упру­гостью и при отсутствии внешних нагрузок сворачиваются в асим­метричные клубки. Сдвиговый поток стремится развернуть этот клубок и сориентировать получающуюся линейчатую конфигурацию вдоль течения. После того, как это произойдет, полимеры на­чинают проявлять свойство снижения сопротивление. Ясно, что ко­личественную оценку момента начала действия полимеров нужно производить с привлечением величины напряжения трения на стенке или эквивалентной ей величины динамической скорости . Значение динамической скорости u, при которой начинается снижение сопротивления, называется пороговой (или начальной) динамической скоростью. На основании экс­периментальных исследований получено следующее условие для вычисления пороговой динамической скорости:

, (6.51)

где — линейный размер молекулы; М* — моле­кулярный вес полимера; vо — коэффициент кинематической вязко­сти растворителя.

Как видим, пороговая динамическая скорость определяется только физическими свойствами полимера и не зависит от кон­центрации раствора, условий течения.

Существование пороговой динамической скорости заставляет определять границы применимости метода снижения сопротивле­ния полимерными добавками. В самом деле при обтекании пла­стины динамическая скорость падает вдоль пластины по потоку. Значит, положительный эффект от полимерных добавок будет наблюдаться в том случае, если в начале турбулентного режима на пластине динамическая скорость будет превышать пороговую динамическую скорость. Это условие, как правило, выполняется. И кроме того, полимерные добавки будут снижать сопротивление лишь до сечения, где динамическая скорость сравняется с ее по­роговым значением. Ниже от этого сечения по потоку снижения сопротивления не будет. Если при заданных условиях течения такое сечение на пластине конечной длины существует, то пласти­на называется короткой. В противоположном случае пласти­на называется длинной.


Сейчас читают про: