Виброреология дисперсных систем

1. Основы виброреологии

По способности к течению среды, подвергающиеся вибрационному воздействию, делятся на две группы:

Первая группа – это среды, для которых кривая течения может быть построена в статических условиях.

Вторая группа – среды, для которых кривая течения может быть построена только при вибрационном воздействии. К ним относятся твердообразные структурированные системы с большим пределом текучести, а также нереологические сыпучие среды.

Изотропное вибрационное воздействие, которое проявляется в относительном движении слоев структурированной среды, приводит к разрушению связей в структуре, снижению в ней сил трения и сцепления, предела текучести. Это создает условия для проявления течения при более низких сдвиговых напряжениях. Следует отметить, что течение при вибрационном воздействии происходит только при ее анизотропном воздействии.

При заданной постоянной частоте и амплитуде вибрационного воздействия вязкость обрабатываемой структурированной среды не зависит от напряжения сдвига. При изменении же амплитудно-частотной характеристики вибрации изменение вязкости аналогично ее изменению в статических условиях (по S-образной кривой).

Для разрушения структуры среды в условиях вибрации величина напряжения (вибрационная напряженность) определяется из соотношения:

(1)

где М_в – момент вибровозбудителя; ω – частота вибратора; γ- константа, зависящая от зоны распространения колебаний; S₁ – поверхность соприкосновения рабочего органа вибратора и среды; h₁ – наибольшее расстояние точек среды от вибратора.

В статических условиях разрушение структуры наблюдается в том случае, если напряжение сдвига P находится между граничными напряжениями P_т и P_m на кривой течения. При вибрации такое же разрушение достигается при P_p = P, т.е. можно определить необходимую область изменения параметров вибрации М_в и ω:

(2)

Следовательно, для полного разрушения структуры необходим переменный режим изменения частоты и момента вибровоздействия. Понижение пластической вязкости в этом случае достигается за счет разрушения структуры среды.