Cтраница 4
Высокополимерные материалы ( например, каучук, целлюлоза и ее производные) при их деформации не подчиняются ни закону вязкости Ньютона, ни закону Гука. При равновесном или стационарном процессе, согласно самому смыслу этих определений, влияние времени исключено. Следовательно, рассматриваемое явление есть явление неравновесное или нестационарное. Существующее в механике непрерывных сред определение понятия вязкости, непосредственно связанное с законом вязкости Ньютона, относится к стационарным процессам деформации. [46]
Пецетрацией характеризуется твердость консистентных смазок. Пенетрацией называется глубина погружения в десятых долях миллиметра в смазку стандартной конической иглы за 5 секунд под действием собственного веса. Пенетрация дает относительное представление о пластичности смазки и заменяет, таким образом, понятие вязкости, которым пользуются для жидких масел. [47]
Впрочем ( из-за математических трудностей), задача о динамооптических свойствах кинетически жестких цепных молекул Куном решена лишь для предельного случая весьма большой внутренней вязкости, что эквивалентно случаю абсолютно жестких частиц, рассмотренному в разделе Б-1. При этом, однако, молекулярная цепь принимается идеально кинетически гибкой и внутренняя вязкость не рассматривается. Серф [90-92] для описания гидродинамических свойств цепной молекулы использует ту же модель ( субцепей), что и Зимм, однако дополняет ее, учитывая влияние внутренней вязкости. При этом он модифицирует определение внутренней вязкости, введенное Куном, приближая его к понятию вязкости ф сплошной жидкой среды. Критерием классификации молекул по их жесткости, по Серфу, может служить отношение коэффициента внутренней вязкости т) г молекулы и вязкости ц0 растворителя. При % г) г ( в условных единицах) молекулы жестки и двойное лучепреломление раствора, наблюдаемое при малых напряжениях сдвига ( 5 - 0), есть результат их ориентации в потоке. При г) 0 г; ( в тех же единицах) молекулы гибки, и двойное лучепреломление, даже при предельно малом напряжении сдвига ф - - 0), вызвано их деформацией в потоке. [48]
Однако с течением времени устанавливается стационарный ( или равновесный) процесс, и тогда уже можно говорить с полной определенностью о том, с чем мы имеем дело: с непрерывными перемещениями структурных элементов друг относительно друга или только с их смещениями, поворо а-ми и деформациями. Продолжительность перехода к стационарному процессу ( или равновесному состоянию) может быть весьма различна. Это время ( период релаксации), ничтожное для истинно-вязких или истинно-упругих тел ( например, для глицерина, кварца), может достигать часов, суток и лет для высокополимерных материалов. При рассмотрении неустановившейся деформации понятия вязкости и упругости теряют определенность и не должны применяться. [49]
Пластичные смазки благодаря коллоидным особенностям своей структуры, наоборот, характеризуются так называемой структурной или аномальной вязкостью. Их вязкость при постоянной температуре сильно зависит от градиента скорости сдвига. В практике применения пластичных смазок это имеет положительное значение, так как увеличение скорости-движения трущихся частей в механизмах сопровождается уменьшением вязкости смазки, что Относительно снижает общее сопротивление системы дв ижению. Общее течение слоев, как в масле, в смазке не имеет места. Течение, или неупругая деформация смазки состоит из суммы деформаций ее отдельных структурных элементов, зависящих от скорости сдвига. Следовательно, понятие вязкости смазок весьма условно, и постоянного показателя вязкости они не имеют. Необходимо отметить, что вязкость смазок с изменением температуры изменяется во много раз меньше, чем у нефтяных масел. Это, конечно, является также положительной характеристикой пластичных смазок. [50]
Турбулентные движения всегда диссипативны, другими словами, они не могут поддерживаться сами по себе, а должны черпать энергию из окружающей среды. Турбулентность возникает либо в результате роста малых возмущений в ламинарном потоке, либо как следствие конвективной неустойчивости движения. В первом случае кинетическая энергия турбулентности извлекается из кинетической энергии осредненного течения, во втором - из потенциальной энергии исходного состояния. Во внутренних слоях звезд встречаются оба типа турбулентности. Что касается этих слоев, самое важное свойство турбулентности - это ее способность вызывать быстрое перемешивание и увеличение скоростей переноса импульса, тепла и массы. Так, скорости турбулентного переноса и перемешивания на несколько порядков величины больше, чем скорости, обусловленные молекулярной ( и лучистой) диффузией. Однако, поскольку турбулентность является свойством течений жидкости, а не самой жидкости, механизм обмена импульсом за счет турбулентности лишь отдаленно напоминает молекулярный обмен импульсом. Тем не менее по аналогии с молекулярной диффузией, приводящей к понятию вязкости, обмен импульсом за счет турбулентности в астрофизике часто представляют при помощи турбулентной вязкости. Кратко рассмотрим эту аналогию. [51]