Задачи для самостоятельного решения

1. Определите вязкость золя Al₂O₃, если концентрация дисперсной фазы золя составляет а)- 8% мас.; б)- 8% об. Частицы имеют сферическую форму, плотность Al₂O₃ равна . Вязкость и плотность дисперсионной среды соответственно  и .

 

2. Рассчитайте толщину гидратных оболочек частиц золя диоксида кремния, если экспериментальными методами установлено, что вязкость золя (15% мас.) составляет , а диаметр частиц равен . Плотности частиц дисперсной фазы золя , а дисперсионной среды . Вязкость дисперсионной среды . Коэффициент формы частиц .

 

3. Определите вязкость золя AgCl, если концентрация дисперсной фазы составляет а)- 10% мас.; б)- 10% об. Частицы имеют сферическую форму. Плотность AgCl r=5,56 . Вязкость дисперсионной среды h₀= ; плотность r₀= .

 

4. Рассчитайте вязкость 50% водного раствора глицерина, если при приложении к нему напряжения в 18  скорость деформации составляет .

 

5. По экспериментальным данным, полученным при помощи капиллярного вискозиметра, постройте кривую течения для исследуемой жидкости и рассчитайте ее вязкость.

Напряжение ,	10	15	20	25
Скорость деформации ,	1,18	1,76	2,36	2,90

 

6. Определите вязкость масла, если через капилляр длиной  и диаметром  оно протекает со скоростью  под давлением 100 .

7. Течение 12% суспензии бентонитовой глины в исследуемом диапазоне нагрузок описывается уравнением Бингама для вязко-пластичного тела. По экспериментальным данным постройте кривую течения суспензии, рассчитайте предельное напряжение сдвига и пластическую вязкость.

Напряжение ,	20	25	30	35	40
Скорость деформации ,	250	480	710	940	1100

 

8. В дисперсной системе, представляющей собой упруго-вязкое тело Максвелла, под действием нагрузки мгновенно развивается упругая относительная деформация, равная 400%. Определите начальное напряжение в системе и время, за которое оно уменьшается в 100 раз. Модуль упругости и коэффициент ньютоновской вязкости системы составляют соответственно .

 

9. Определите модули упругости натурального каучука при различных температурах, если под действием постоянного напряжения  относительная деформация  составляет:

 

Т, К      223 283  313

g, %  2   40   80

 

10. Рассчитайте вязкость глицерина, если из капилляра длиной  с радиусом сечения  он вытекает со скоростью  под давлением .

 

11. По уравнению Пуазейля вычислите объемную скорость истечения жидкости из капилляра длиной  с радиусом сечения  под давлением . Вязкость жидкости .

 

12. На вискозиметре Воларовича исследована 95%-ная суспензия оксида цинка в органической среде. Постройте реологическую кривую в координатах  и определите величину предельного напряжения сдвига.

Вес груза	40	44	48	52	56	60
Число оборотов	0,455	0,566	0,675	0,782	0,890	1,000

 

Суспензия подчиняется уравнению Бингама.

 

13. Определите предельное напряжение сдвига для концентрированной суспензии диоксида титана в органической среде по экспериментальным данным, подученным на вискозиметре Воларовича.

 

Вес груза	42	46	50	54	58	62
Число оборотов	0,502	0,605	0,703	0,810	0,902	1,036

 

Суспензия подчиняется уравнению Бингама.

 

14. При определении вязкости печатных красок при малых и больших напряжениях получены следующие экспериментальные данные:

 

Напряжение	Вязкость
0,01
0,0316
0,05
0,1
0,316
1	200
3,16	31,6
10	21,0
31,6	15,9
100	15,6

 

Постройте график зависимости вязкости от напряжения сдвига в логарифмической системе координат, сделайте заключение о структурных изменениях системы и определите предельное напряжение сдвига, отвечающее разрушению структуры.

 

15. Постройте реологические кривые исследуемого жира и установите зависимость величины предельного напряжения сдвига от температуры, используя экспериментальные данные, полученные на консистометре Гепплера:

 

Т = 275°С

Напряжение	5,5	6,0	6,5	7,0	7,5	8,0	8,5	9,0
Скорость течения	0,2	0,3	0,5	0,8	1,1	1,7	2,7	3,6

 

Т = 280°С

Напряжение	3,5	4,0	5,0	5,5	6,0	6,5
Скорость течения	0,1	0,2	0,8	1,2	2,4	4,2

 

 

Т = 288°С

Напряжение	1,5	1,75	2,0	2,3	2,6	2,7
Скорость течения	0,2	0,5	1,0	2,5	4,0	5,0

 

16. Покажите на графике влияние добавок цетилового спирта на структурообразование водных растворов олеата натрия, использовав экспериментальные данные, полученные с помощью капиллярного вискозиметра. Сделайте вывод о влиянии концентрации спирта на структурообразование, определите предельное напряжение, при котором разрушается структура

 

Напряжение	2,5	5,0	7,5	11,2	15,0	17,5
Скорость течения	0,23	0,45	0,65	0,97	1,31	1,52

 

Напряжение	2,5	5,0	7,5	11,0	15,0	17,5
Скорость течения	0,05	0,13	0,22	0,34	0,5	0,58

 

Напряжение	5,0	7,5	10,0	12,5	15,0	17,5
Скорость течения	0,01	0,05	0,10	0,15	0,19	0,235

 

 

Таблица козффициентов для перевода величин системы CGSE в систему СИ.

Наименование величин	Система CGSE	Система СИ	Коэфф.
Концентрация (С)	г/мл  г/100мл моль/л ммоль/л	кг/м кг/м3 кмоль/м3 кмоль/м	103 10 1 10-3
Частичная концентрация (n)	частиц/см3	частиц/м3	106
Объем (V)	мл л	м3 м3	10-6 10-3
Масса (m)	г	кг	10-3
Молекулярная масса (М)	г/моль	кг/кмоль	1
Веc (Р)	г	кг	10-3
Средний размер коллоидных частиц (r)	ммк мк	м м	10-9 10-6
Козффициент диффузии (D)	см2/с	м2/с	10-4
Удельная поверхность ( уд)	cм2/см3 см2/г	м2/м3 см2/кг	102 10-1
Давление (Р)	мм.рт.ст. мм.вод.ст. кг/см2 г/см2 дин/см2	Н/м2 Н/м2 Н/м2 Н/м2 Н/м2	133,3 9,806 9,8 104 98 104
Сила (F)	дина=г×см/с2	ньютон= кг м/с3	10-5
Скорость линейная (U)	см/с	м/с	10-2
Скорость объемная	смз/с	м/с	10-6
Ускорение силы тяжести (g)	@98 см/с2	9,8 м/с2	10-2
Поверхностное натяжение  (s)	эрг/см2 дин/см	Дж/м2 Н/м	10-3 10-3
Адсорбция (Г)	моль/см2 мг/г ммоль/г	кмоль/м кг/кг кмоль/кг	10 10-3 10-3
Вязкость (h)	пуаз=г/см с пуаз=дин с/см2	кг/м с Нс/м2	10-1 10-1
Плотность(r)	г/см	кг/м3	103
Молярный объем (V)	см3/моль	мз/моль	10-6
Газовая постоянная (R)	8,3×107  эрг/град×моль	8,3×103 Дж/град×кмоль	10-4
Число Авогадро (N)	6,06-1023 молекул/моль	6,06×1026 молекул/кмоль	103
Дизлектрическая постоянная  (e)		8,85-10-12 фарад/м
Постоянная Больцмана (К)	1,33-10-16 эрг/град	1,33×10-23 Дж/град	10-7

Содержание

 

1. ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ........................................................................... 1

2. УСТОЙЧИВОСТЬ И КОАГУЛЯЦИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ................................................................................................ 17

3. РАСТВОРЫ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (ВМС).................................................................................... 34

4. СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ.............................................................................. 49