Имитатор механического поведения реологически сложных сред

 

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свил-ну (22) Заявлено 27 10 75(21) 2184223/26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) - публиковано25.05.77.Бюллетень Мо 23 (11) 562566

2 (51) М. Кл.

С 09 К 3/00

Государственный комнтет

Совета Мнннстрав СССР по делам нзобретеннй н открытий (53) УДК 54-1.48 (088.8) (45) Дата опубликования описания 29.07.77 (72) Авторы изобретения

3. П. Шульман и Р. Г. Городкин

Ордена Трудового Красного Знамени институт тепло- и массообмена им. А. B. Лыкова

i (71) Заявитель (54) ИМИТАТОР МЕХАНИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ

РЕОЛОГИЧ ЕСКИ СЛОЖНЫ Х СРЕД

Нас гоягцее изобретение относится к топливной, нефте. .имической, буровой, фарм ацевтич еской, и игцево и и др. технологиям, где требуется определение механических свойств реологически сложных сред типа дисперсных композиций для выбора параметров перерабатываюшего оборудования и режимов работы различных аппаратов и гидотранспортных систем. о

Известны композиции, имитируюшие свойства других.

Известен имитатор механического поведения мясного фарша, получаемый за счет использования студнеобразных масс, в частности, альгината натрия в водном растворе казеина после обработки в солевом растворе коагулянта (подкисленном растворе солей кальция) с последуюшим отделением коагулянта и т. д. (1).

Однако у известного имитатора наблюдается трудоемкость процесса, сложность и длительность процесса, требуюшего затрат дефицитных компонентов.

11ель изобретения — упрошение и удешевление способа имитации механического поведения .

Это достигается путем применения электрореологических суспензий в качестве имитатора натурных реологически сложных сред.

Указанные суспензии состоят из обиходных компонентов. В качестве дисперсиопной среды применяют слабоэлектропроводные жидкости (трансформаторное масло, ке осин, гексадекан, АМГ и др.).

Дисперсной фазой при концентрации

0,91-60%о объемных служат кремнеземы (диатомит, двуокись кремния, силикагель) тальк, аэросил и др., с адсорбированной на поверхности частиц влагой (активатором) 6-7% весовых. Устойчивость системы обеспечивается применением поверхностно-активных вешеств.

При воздействии на электрореологическпе суспензии поперечным электрическим полем (noeòîÿHíûì или переменным) их эффективная вязкость, упругость и tI;lAcTlt÷íîñòü обратимо изменяется в сотни и тьп:я ги

562586 раз. Благодаря таким свойствам эти суспензпп используются для запорных устройств гидроспстем, виброустройствах и др.

Прц некоторой заданной концентрации днсперсной фазы исходной электрореологической суспензни, варьируя ToJIbKo напряженностью электричес:-:ого поля, можно достаточно точно воспроизводить самые тонкие особенности механического поведения практически любых оеологически сложных сред (смазок буровых растворов, различных топлив и топливных смесей, пищевых, фармацевтических и строительных масс, крови и т и.). Это дает возможность использовать электрореологические суспензии в качестве имитатора реологически сложных сред.

На чертеже сравниваются зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига для 7,5%-ных (1) и 5 Ь-ных (3) оаство - 20 ров полиизобутилена в декалине (имитируемое вещество) и электрореологической

5 .6-ной суспензии диатомита в 1%-ном растворе лолиизобутилена в керосине (имитатор) при воздействии на нее электричес- 25 ким полем 7 10 в/м (2) и 4.10 в м (4).

Плавно изменяя напряженность электрического поля, можно получать кривые для любых промежуточных значений концентрации твердой фазы имитируемого веще- 30 ства.

Указанный способ моделирования прежде всего важен для расчета и выбора процессов и аппаратов на самые различные реологические параметры, когда нужны бы- 35 стрыо оценки, проработки и прогнозы при выборе силового и технологического оборудования и особенно в тех случаях, когда натурный продукт токсичей, горюч, взрывоопасен либо быстоо меняет свои физичес- 40 кие, химические и другие свойства.

Использование электрореологических суспензий для имитации механических свойств реологически сложных сред имеет преимущественно перед существующими, так как только одним вариированием электрического поля, при некоторой заданной концентрации твердой фазы, можно имитировать механическое поведение реологически сложных сред в широком диапазоне концентрации твердой фазы (от долей процента до пастообразной консистенции).

Это дает значительную экономию во времени и расходе энергии в сравнении с приготовлением натурных веществ или их существующих имитаторов различной концентрации.

Например, для приготовления 1;о-ной суспензии диато мита в трансфор матс рно м масле необходимо 25-30 мин.

С ее помощью можно промоделировать реологические характеристики например, водных глинистых суспензий при массовой концентрации твердой фазы 1-5 . Для раздельного приготовления пяти составов (1-5"/ соответственно) этих суспензий необходимо не менее полутора часов.

Применение электрореологических суспензий приводит также к сокрашению расхода материала для иных типов имитаторов натурного продукта, значительго улучшает условия и безопасность труда.

Формула изобретения

Применение электрореологических суспензий в качестве имитатора механического поведения реологически сложных сред.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

14 301014, кл. А 23 L 1/31, 1970.

562566 м сек

НЯ МГ

Z0 40 60 80 100 120 К> усик корость сИигп

Составитель Т. Докшина

Корректор П. Макаревич

Редактор P. Пурнам Техред 3. фанта

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1845/167 Тираж 83 1 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5