Temat 3: Badanie właściwości reologicznych nieniutonowskich materiałów biologicznych za pomocą wiskozymetru rotacyjnego.

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest badanie właściwości reologicznych biologicznego materiału tiksotropowego na podstawie analizy wykresu krzywej płynięcia i krzywej zależności współczynnika lepkości η od prędkości ścinania D, otrzymanych przy pomocy wiskozymetru rotacyjnego

Metoda obliczeń:

• Obliczamy naprężenia ścinające τ kolejnych pomiarów korzystając ze wzoru:

,

Dla zakresu pierwszego z = 5,16 dPa, a dla drugiego z = 55,8 dPa.

• Znając wartości natężeń ścinania obliczamy współczynnik lepkości pozornej badanej cieczy podstawiając dane do wzoru:

• Obliczone wartości zamieszczamy w tabeli. Na ich podstawie sporządzamy wykresy zależności: krzywą płynięcia logτ = f(D) i wykres funkcji η = f(D). (wykresy w załączniku)

Tabela wyników pomiarów:

Lp.	Położenie przekładni	D [s^-1]	logD	α↑	α↓	τ↑ [dPa]	Log τ↑ [dPa]	τ↓ [dPa]	Log τ↓ [dPa]	η↑ [dPa∙s]	η↓ [dPa∙s]
1	1a	3,0	0,48	0	0	0	0	0	0	0	0
2	3b	4,5	0,65	0	0	0	0	0	0	0	0
3	2a	5,4	0,73	0	0,1	0	0	0,561	-0,25	0	0,1
4	4b	8,1	0,91	0,5	0,9	2,805	0,45	2,043	0,7	0,35	0,62
5	3a	9,0	0,95	0,6	0,7	3,366	0,53	3,927	0,59	0,37	0,44
6	5b	13,5	1,13	1	1,1	5,61	0,75	6,171	0,79	0,42	0,46
7	4a	16,2	1,21	1,3	1,5	7,293	0,86	8,415	0,92	0,45	0,52
8	6b	24,3	1,39	2	2	11,22	1,05	11,22	1,05	0,46	0,46
9	5a	27,0	1,43	2,1	2,1	11,81	1,07	11,781	1,07	0,44	0,44
10	7b	40,5	1,61	3	3,2	16,63	1,22	17,952	1,25	0,42	0,44
11	6a	48,6	1,69	3,7	3,9	20,757	1,32	21,873	1,34	0,43	0,45
12	8b	72,9	1,86	5,7	5,8	31,977	1,5	32,538	1,51	0,44	0,45
13	7a	81,0	1,91	6,1	6	34,221	1,53	33,61	1,53	0,42	0,42
14	9b	121,5	2,08	9	9	50,49	1,7	50,49	1,7	0,42	0,42
15	8a	145,8	2,16	10,9	10,9	61,149	1,79	61,149	1,79	0,42	0,42
16	10b	218,7	2,34	15,9	15,5	89,195	1,95	86,955	1,94	0,41	0,4
17	9a	243,0	2,37	17,1	17,1	95,931	1,98	95,931	1,98	0,39	0,39
18	11b	364,0	2,56	25,5	25	143,055	2,16	140,25	2,15	0,39	0,39
19	10a	437,0	2,64	30,5	30	171,105	2,23	165,3	2,23	0,39	0,36
20	12b	656,0	2,82	45	44,1	252,45	2,40	247,401	2,39	0,38	0,38
21	11a	723,0	2,86	49,1	48,9	275,451	2,44	274,029	2,44	0,38	0,38
22	12a	1312,0	3,12	86,5	85,5	485,265	2,69	479,655	2,65	0,37	0,37

Wnioski:

Analizując wykres krzywej płynięcia wnioskujemy, że wraz ze wzrostem prędkości ścinania rosną wartości naprężenia ścinającego. Wartości te są nieco mniejsze w przypadku, gdy zmienimy kierunek przebiegu procesu, czyli gdy prędkości ścinania maleją. Różnice są jednak niewielkie, przez co pole pętli histerezy także jest małe. Podobne wnioski możemy wysunąć obserwując wykres zależności η = f(D), przy czym wartości współczynnika lepkości ze wzrostem prędkości ścinania maleją. Przeprowadzone doświadczenie pozwala stwierdzić, że badana ciecz jest cieczą nienewtonowską, tiksotropową.

---