к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Реология

Реология (от греч. rheos - течение и logos - учение) - наука о деформациях и течении реальных сплошных сред (напр., неньютоновских жидкостей со структурной вязкостью ,дисперсных систем, обладающих пластичностью ).Р. рассматривает процессы, связанные с необратимыми остаточными деформациями вещества (релаксацию напряжений, последействие упругое, ползучесть материалов и т. п.). В основе Р. лежат осн. законы гидромеханики и теории упругости и пластичности (в т. ч. законы И. Ньютона о сопротивлении движению вязкой жидкости, Навье - С такса уравнения движения несжимаемой вязкой жидкости, Гука закон сопротивления упругого тела и др.).

Р. может рассматриваться как часть механики сплошных сред. В Р. устанавливают зависимости между действующими на тело механич. напряжениями, вызываемыми ими деформациями и их изменениями во времени. При обычных в механике сплошных сред допущениях об однородности и сплошности материала в теоретич. Р. решают краевые задачи деформирования и течения твёрдых и жидких тел. Осн. внимание обращается на сложное реологич. поведение вещества (напр., когда одновременно проявляются свойства вязкие и упругие или вязкие и пластические). Общее реологич. ур-ние состояния вещества вряд ли может быть установлено из-за существ. различия свойств разнообразных материалов, но имеются ур-ния для многих частных случаев. При описании реологич. поведения материалов пользуются механич. моделями, для к-рых составляют дифференциальные или интегральные ур-ния, куда входят разл. комбинации упругих и вязких характеристик. Реологич. моделями пользуются также при изучении механич. свойств полимеров, внутреннего трения в твёрдых телах и др. свойств реальных тел.
8008-43.jpg

Рис. 1. Механические модели реологических сред: а - упругое тело Гука; б - вязкая жидкость Ньютона; в - шёсткопластическое тело Сен-Венана.

Для одномерных задач служат след. реологич. (механич.) модели: упругий элемент (рис. 1,а) в виде дружины, к-рый отображает упругие свойства; жидкостный элемент (рис. 1, б; демпфер, гидравлич. амортизатор), характеризующий вязкие свойства материала. Действующая на упругий элемент сила моделирует напряжение и обозначается8008-44.jpg. Деформация пружины определяет деформацию рассматриваемого реального материала и обозначается8008-45.jpg. Жёсткость пружины моделирует модуль упругости Е реального материала. Связь между упругой деформацией и напряжением определяется законом Гука:8008-46.jpg . Ньютоновская жидкость характеризуется соотношением8008-47.jpg (см. Ньютона закон трения),

На рис. 1, в представлена модель жёсткопластич. тела Сен-Венана, изображаемая в виде узла сухого трения. Элементы этого узла (на рис.- вертикальные чёрточки) смещаются один относительно другого, передавая пост. силу8008-48.jpg, независимую от скорости. Если приложенное напряжение8008-49.jpg , смещения нет. Т. о., для тела Сен-Венана деформации е и скорости деформаций8008-50.jpg равны нулю, пока напряжения а меньше предела текучести8008-51.jpg. При8008-52.jpg начинается деформирование,8008-53.jpg и8008-54.jpg при этом становятся отличными от нуля. Т. о., элемент сухого трения (рис. 1, е)моделирует предел текучести.
8008-55.jpg

Рис. 2. Механическая модель Фойгта, состоящая из параллельно соединённых пружины Е и поршня в цилиндре8008-56.jpg, заполненном вязкой жидкостью.
8008-57.jpg

Рис. 3. Модель Максвелла с последовательным соединением пружины и поршня в цилиндре.

Приведённые элементарные модели обычно рассматриваются в Р. как составные части более сложных механич. моделей, отображающих реологич. поведение материала. Для того чтобы построить такие модели, эти элементы соединяют параллельно или последовательно. Так, двухэлементная модель Фойгта (рис. 2) качественно описывает явление упругого последействия, при к-ром деформация развивается с запаздыванием по отношению к приложенному напряжению. Модель Максвелла (рис. 3) удобна для качественного описания процессов релаксации напряжений. Обе эти модели линейны в том смысле, что для них удовлетворяется принцип суперпозиции, но они не обладают достаточной общностью, чтобы определить влияние предыстории состояния на поведение тела, т. е. не описывают явление памяти.

Для более точного описания наследств. свойств линейных материалов применяют более сложные модели. Вязко-упругое тело - твёрдое тело, проявляющее запаздывающую упругость, можно описывать моделью Кельвина (рис. 4); при деформировании такого тела часть энергии необратимо рассеивается в виде теплоты. Вязкопластичное тело, к-рое не деформируется при напряжениях, меньших нек-рого критич. значения, а при больших - течёт как вязкая жидкость, описывается моделью Б и н г а м а (рис. 5), представляющей собой параллельное соединение элементов Ньютона и Сен-Венана.
8008-63.jpg

Рис. 4. Модель Кельвина: последовательное соединение элементов Гука и Фойгта.
8008-64.jpg

Рис. 5. Модель Бингама: параллельное соединение жидкостного элемента (поршень в цилиндре) и тела Сен-Венана.

Течение вязкопластич. тела описывается ур-ниями8008-58.jpg ,8008-59.jpg , если8008-60.jpg, и8008-61.jpg, если8008-62.jpg

С проблемами Р. приходится встречаться при разработке технологии разнообразных производств. процессов, при проектных работах и конструкторских расчётах, относящихся к разл. материалам (особенно при высоких темп-pax): полимерам, композиционным материалам, бетонам, силикатам, пищевым продуктам и др. Методы Р. стали применяться для целей оперативного управления технологич. процессами. При этом осуществляется непрерывное или периодич. измерение одного пли неск. реологич. свойств сырья и (или) продукта по заданной программе, иногда с применением ЭВМ; с использованием обратной связи проводится корректирование в заданных пределах параметров сырья, процесса или дозирование поступающих ингредиентов.

Определяющие соотношения гидродинамики имеют ограниченное применение в Р., поскольку реальные среды обладают аномалией вязкости (напр., вязкость зависит от давления и температуры среды, скорости её течения). Проявляется также зависимость напряжённо-деформированного состояния среды в данный момент времени от всей предыстории напряжений (или деформаций). Предметом изучения Р. выступают такие явления, приводящие к аномалии вязкости, как т и к с о т р о п и я - способность нек-рых дисперсных систем (напр., коагуляц. структур) обратимо разжижаться при достаточно интенсивных механич. воздействиях (перемешивании, встряхивании) и отвердевать (терять текучесть) при пребывании в покое; реопексия - ускорение нарастания прочности и структурирования дисперсных систем при приложении небольших напряжений и деформировании с небольшой скоростью; дилатансия (у концентрированных дисперсных систем типа паст) - возрастание эффективного коэф. вязкости8008-65.jpg (где8008-66.jpg - касат. напряжение,8008-67.jpg - скорость деформации сдвига) с увеличением скорости деформирования, сопровождающееся нек-рым увеличением объёма, занимаемого системой (твёрдые частицы при деформировании образуют более рыхлый каркас, и имеющейся жидкой среды оказывается недостаточно, для того чтобы обеспечить системе подвижность).

Экспериментальная Р. (реометрия) определяет разл. реологич. свойства веществ с помощью спец. приборов и испытат. машин. Микрореология исследует деформации и течение в микрообъёмах, напр. в объёмах, соизмеримых с размерами частиц дисперсной фазы в дисперсных системах или с размерами атомов и молекул. Биореология изучает течение разнообразных биол. жидкостей (напр., крови, синовиальной и плевральной жидкостей), деформации разл. тканей (мышц, костей, кровеносных сосудов) у человека и животных. Изучение взаимодействия реологич. течений с электрич. и магн. полями, к-рые могут воздействовать на потоки как активно, так и путём их влияния на реология, характеристики вещества, составляет предмет электрореологии и магнитореологии.

Литература по реологии

  1. Реология, пер. с англ., М., 1962;
  2. Рейнер М., Реология, пер. с англ., М., 1960;
  3. Лодж А. С., Эластичные жидкости. Введение в реологию конечнодеформируемых полимеров, пер. с англ., М., 1969;
  4. Виноградов Г.В., Малкин А. Я., Реология полимеров, М., 1977;
  5. Шульман 3. П., Кордонский В. И., Магнитореологический эффект, Минск, 1982;
  6. Готлиб Ю. Я., Даринский А. А., Светлов Ю. Е., Физическая кинетика макромолекул, Л., 1986.

Н. И. Малинин

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution