Руководство к решению примеров и задач по коллоидной химии. Цыренова С.Б - 66 стр.

    Чтобы найти вязкость (размерность Па⋅с) необходимо решить уравнение (9.1) или (9.3)
применительно к условиям течения жидкости.

                 Уравнения течения вязкой жидкости в капиллярах и между
                                       соосными цилиндрами
     Если жидкость протекает через узкую капиллярную трубку длиной l и радиусом R под
действием перепада давлений по обеим сторонам трубки ∆Р, то её объем, проходящий через
сечение трубки за единицу времени, равен
                           πR 4 ⋅ ∆P
                      V =            .                         (9.4)
                             8ηl
     Это уравнение называется уравнением Хагена-Пуазейля и применимо только при па-
раллельном движении слоев в трубе.
     В условиях турбулентного движения это уравнение не может быть использовано.
     В дисперсных системах турбулентное течение возникает при более низких скоростях,
чем при движении чистых жидкостей, чему способствует вращение частиц дисперсной фазы.
О. Рейнольдс, исследуя течение жидкостей, показал, что ламинарный поток, сменяется тур-
булентным, если безразмерный комплекс Re превышает 2320.
     Комплекс Re определяется по формуле:
                                 ϖDd
                          Re =          ,                  (9.5)
                                 η
где  ω - скорость движения жидкости;
     D – диаметр трубки;
     d – плотность жидкости;
     η - коэффициент вязкости или вязкость.
     Практический интерес представляет щелевое течение жидкости между двумя парал-
лельными пластинами. Такое течение встречается при работе гемодиализаторов, оксигенато-
ров и других устройств воздействия на кровь вне артериальной системы организма. Уравне-
ние расхода жидкости имеет вид:
                         a 3 в ⋅ ∆Р
                       V            ,                       (9.6)
                          12ηl
где   а – глубина прямоугольной щели;
      l - длина прямоугольной щели;
     в – ширина прямоугольной щели.
     Вискозиметрия. Измерение вязкости является наиболее распространенным методом
коллоидной химии.
     В вискозиметрах истечения вязкость оценивается по объему жидкости, протекающей за
определенное время через капилляр. В вискозиметре Оствальда вязкость оценивается по
времени истечения жидкости из верхнего резервуара под действием собственного веса. В
вискозиметре Уббелоде истечение жидкости вызывается прилагаемой разностью давлений
извне.
     Вискозиметр Геплера используется для более точных измерений вязкости; в нем изме-
ряется скорость скатывания шарика в наклонной трубке определенного диаметра. Течение
вязких жидкостей в вискозиметрах сопровождается выделением теплоты. Установлено, что
течение дисперсных систем, содержащих твердые сферические частицы, сопровождается
вращением последних с угловой скоростью, равной половине градиента скорости. Чем
больше объем, занимаемой дисперсной фазы, тем выше должна быть вязкость системы. Ко-
личественно зависимость между вязкостью системы η и относительным объемным содержа-
нием ϕ твердой дисперсной фазы была установлена А. Эйнштейном, который вывел сле-
дующее уравнение:
                       η = η0 (1 + 2 ,5ϕ ) .                    (9.7)