Реологические характеристики

Существенная часть процессов переработки связана с транспортированием и приданием расплаву формы будущего изделия. Для описания поведения расплава при его движении в перерабатывающем оборудовании используются два наиболее простых реологических уравнения состояния:

закон течения Ньютона

 

 

закон течения Оствальда-де-Вилля (степенной закон течения)

 

 

Для описания релаксационных и эластических характеристик расплава используются характерное время релаксации t* и модуль сдвига расплава G.

За характерное время релаксации t* принимают время, в течение которого напряжения (или деформации), существующие в расплаве, уменьшаются в е раз.

Модуль сдвига расплава G — это мера сопротивления расплава развитию высокоэластических (обратимых) деформаций, представляет собой коэффициент пропорциональности между деформацией сдвига уэ и возникающим при этом в расплаве напряжением сдвига т:

 

 

Температурная зависимость вязкости чаще всего описывается эмпирическими уравнениями

 

 

или

 

 

В отдельных случаях используются более сложные формы уравнения состояния. Однако современное математическое описание процессов переработки чаще всего ограничивается этими двумя простейшими зависимостями.

Создание математического описания любого реального процесса переработки сводится к использованию основных физических закономерностей, выражаемых уравнениями равновесия. К их числу относятся уравнение материального баланса, уравнение энергетического баланса и уравнение сохранения момента количества движения, используемое в виде различных форм уравнения Навье — Стокса. Методы построения основных количественных зависимостей, описывающих движение полимеров в перерабатывающем оборудовании, подробно рассмотрены в монографиях Бернхардта, Мак-Келви, Торнера, Тадмора, Уилкин-сона и многих других авторов. Здесь будут использованы лишь наиболее простые и хорошо зарекомендовавшие себя результаты.