Investigation of the stabilezed flow of pseudoplastic liquid, described by the Sisko model, in the cylindrical tube
The pseudoplastic fluid flow described by the Sisko model was investigated, the dependence of the fluid flow rate on the pressure drop and also radial distribution of the velocity and the effective viscosity of the flow were determined. The effective viscosity of the flow is directly proportional to the viscosity at an infinite shear rate and depends nonlinearly on the Sisko number. In the peripheral and near-wall part of the flow, the effective viscosity is characterized by low values. However, in the vicinity of the flow axis, where the velocity gradient has low values, a significant increasing the effective viscosity is observed. As the shear rate increases, the effective viscosity decreases. With an increase in the consistency of the fluid and the viscosity at an infinite shear rate, the value of the average viscosity increases. This effect is most pronounced for low-velocity flows moving at a small pressure drop. The investigations carried out have shown that for values of the Sisko number less then 500 the non-Newtonian properties of the flow appear insignificantly and with an accuracy sufficient for engineering calculations, one can consider the flow of a Newtonian fluid. The coefficient of hydraulic resistance of a pseudo-plastic Sisko fluid is significantly larger than the resistance coefficient of a Newtonian fluid with a viscosity moving under the same pressure drop.
Keywords
реология,
псевдопластические среды,
вязкость,
неньютоновские жидкости,
модель Сиско,
rheology,
pseudoplastic media,
viscosity,
non-Newtonian fluids,
the Sisko modelAuthors
| Matvienko Oleg V. | Tomsk State University; Tomsk State University of Architecture and Building | matvolegv@mail.ru |
Всего: 1
References
Кутепов A.M., Полянин Л.Д. Запрянов З.Д. и др. Химическая гидродинамика: справочное пособие. М: Бюро Квантум, 1996.
Малкин А.Я., Исаев А.И. Реология: концепции, методы, приложения. СПб.: Профессия, 2007. 560 с.
Климов Д.М., Петров А.Г., Георгиевский Д.В. Вязкопластические течения: динамический хаос, устойчивость и перемешивание. М.: Наука, 2005.
Уилкинсон У.Л. Неньютоновские жидкости. М.: Мир, 1964.
Матвиенко О.В., Унгер Ф.Г., Базуев В.П. Математические модели производственных процессов для приготовления битумных дисперсных систем. Томск: Изд-во ТГАСУ, 2015.
Перминов А.В., Любимова Т.П. Устойчивость стационарного плоскопараллельного течения псевдопластической жидкости в плоском вертикальном слое // Вычислительная механика сплошных сред. 2014. Т. 7. № 3. С. 270-278.
Вахрушев А.А., Липанов А.М., Вахрушев А.В. Численное исследование течения жидкости с переменными вязкими свойствами в изогнутых каналах // Химическая физика и мезоскопия. 2005. Т. 7. № 3. С. 286-300.
Снигерев Б.А., Тазюков Ф.Х. Двухслойное течение расплавов полимеров в каналах фильер // Изв. Сарат. университета. Сер. Математика. Механика. Информатика. 2014. Т. 14. Вып. 3 С. 349-354.
Харламов С.Н., Терещенко Р.Е. Неизотермическое течение реологически сложных вязких сред с переменными свойствами в элементах трубопроводных систем // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2013. № 4. С. 293-298.
Турбин М.В. Исследование начально-краевой задачи для модели движения жидкости Гершеля - Балкли // Вестник Воронежского гос. университетата. Сер. Физика. Математика. 2013. № 2. С. 246-257.
Алексеева К.Г., Борзенко Е.И. Структура течения жидкости Шведова - Бингама в канале со скачком сечения // Изв. вузов. Физика. 2012. Т. 55. № 7/2. С. 15-19.
Борзенко Е.И., Рыльцев И.А., Шрагер Г.Р. Кинематика течения жидкости Балкли -Гершеля со свободной поверхностью при заполнении канала // Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа. 2017. Т. 52. № 5. С. 53-63.
Борзенко Е.И., Шрагер Г.Р., Якутенок В.А. Течение неньютоновской жидкости со свободной поверхностью при заполнении круглой трубы // Прикладная механика и техническая физика. 2012. Т. 53. № 2. С. 53-60.
Fan H.H., Zhou H.B., Peng Qi, Zhai Y.H. A generalized hydraulic calculation model for non-Newtonian fluid pipe flow and its application evaluation // 2014. SOCAR Proceedings. 10.5510/0GP20140200195.
Patel М., Patel J., Timol M.G. Laminar boundary layer flow of Sisko fluid // Applications and Applied Mathematics Intern. J. 2015. V. 10. Iss. 2. P. 909 - 918.
Moallemi N., Shafieenejad I., Novinzadeh A.B. Exact solutions for flow of a sisko fluid in pipe // Special Issue of the Bulletin of the Iranian Mathematical Society. 2011. V. 37 No. 2. Part 1. P. 49-60.
Матвиенко О.В., Базуев В.П., Южанова Н.К. Математическое моделирование течения закрученного потока псевдопластической жидкости в цилиндрическом канале. Инженерно-физический журнал. 2011. Т. 84. № 3. С. 544-547.
Матвиенко О.В., Базуев В.П., Южанова Н.К. Математическое моделирование течения закрученного потока дилатантной жидкости в цилиндрическом канале // Инженерно-физический журнал. 2014. T. 87. № 1. С. 192-199.
Матвиенко О.В., Базуев В.П., Дульзон Н.К. Математическое моделирование течения закрученного потока вязкопластической жидкости в цилиндрическом канале // Инженерно-физический журнал. 2014. Т. 87. № 5. С. 1129-1137.
Матвиенко О.В. Численное исследование течения неньютоновских жидкостей в цилиндрическом канале // Изв. вузов. Физика. 2014. Т. 57. № 8/2. С. 183-189.
Matvienko O.V., Bazuev V.P., Venik V.N., Smirnova N.G. Numerical investigation of Herschel - Bulkley fluids mixing // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering Advanced Materials in Construction and Engineering, TSUAB 2014. 2015. P. 012034.
Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1974.
Островский Г.М. Прикладная механика неоднородных сред. СПб.: Наука, 2000.
Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974.
