Reologia

Reologia

Reologia studiaza curgerea lichidelor reale (h>0), unde au loc pierderi datorita frecarilor dintre straturile de lichid.

In cazul lichidelor newtoniene curgerea nu influenteaza coeficientul de vascozitate dinamica, deoarece la o temperatura data acesta are o valoare constanta. In schimb, coeficientul de vascozitate al lichidelor nenewtoniene este dependent de conditiile de curgere.

Exista doua regimuri de curgere pentru un lichid vascos: laminar si turbulent.

Fig. 6.4. Profilul vitezelor; a) curgere laminara si b) curgere turbulenta.

In curgerea laminara straturile de lichid se deplaseaza paralel unele fata de altele, incat liniile de curent nu se intersecteaza. Viteza de curgere nu are componenta radiala. Curgerea laminara poate fi stationara sau nestationara. In regim laminar, profilul vitezelor in sectiune transversala este parabolic, avand valoare maxima de-a lungul axului tubului (Fig.6.4.a).

Curgerea turbulenta se caracterizeaza prin traiectorii dezordonate ale particulelor de lichid, astfel incat straturile se amesteca intre ele. Acest regim de curgere apare daca viteza lichidului creste depasind o valoare critica (v_c), si/sau sectiunea tubului se mareste. In acest caz, exista componente radiale ale vitezei de curgere. Curgerea turbulenta este numai nestationara. Daca in timpul curgerii apar miscari de rotatie (vartejuri, turbioane) curgerea turbulenta devine curgere turbionara. In regim turbulent, profilul vitezei nu mai este parabolic (Fig.6.4.b). Curgerea turbulenta este consumatoare de energie.

Caracterul laminar sau turbulent al curgerii unui fluid printr-un tub cu peretii rigizi se poate stabili cu ajutorul numarului lui Reynolds (R_e):

(6.5)

unde v - viteza de curgere, r - raza tubului, r - densitatea fluidului si h - coeficientul vascozitate dinamica a fluidului.

S-a vazut ca pentru conditii date (lichid si tub) exista o viteza de curgere critica (v_c), peste care curgerea devine turbulenta, viteza care este corespunzatoare unui numar Reynolds critic, a carui valoare este = 1000. In functie de aceasta valoare exista regimurile de curgere:

a)     R_e < -curgere laminara;

b)     = 1000 < R_e < 2000 -curgere nestabila;

c)     R_e > 2000 curgere turbulenta.