Реология

Реология (гр. rheos - агын жана логия) - заттардын деформациялары жана агуучулугу жөнүндөгү илим.

Реология кайра калыбына келбес калдыктуу деформациялар менен ар түрдүү илешкек жана пластикалык материалдардын агуучулугун, ошондой эле чыңалуунун релаксациясы, күч аракети токтогондон кийинки серпилгичтик ж. б. кубулуштарды изилдейт.

«Реология» терминин илимге америкалык илимпоз Ю. Бингам (Eugene C. Bingham) 1929 - жылы киргизген, ушул жылы ал "Реология журналы" басып чыгарган. И. Ньютондун илешкек суюктуктардын кыймылга каршылык көрсөтүү закондору, кысылбас илешкек суюктуктардын кыймылы жөнүндөгү Навье-Стокс теңдемелери ж. б. реологиянын негизи болуп калган.

Д. И. Менделеев, Н. П. Петров, П. А. Ребиндер, М. П. Воларович, Г. В. Виноградов ж. б. орус жана советтик илимпоздордун реологияга киргизген салымдары зор. Реология гидромеханика, серпилгичтик теориясы, пластикалуулук жана жылышуучулук менен тыгыз байланышкан. Мында вискозиметрия кеңири пайдаланылат.

Реологиянын 2 негизги бөлүгү бар: макрореология же феноменалдык реология жана микрореология.

Макрореология заттарды бир өңчөй материал катары, алардын ички структурасын эске албастан сырткы өзгөрүшүн окуп изилдейт. Бирок бир өңчөй заттарга тек гана таза суюктуктар жана идеалдуу кристаллдар кирет. Изилденүүчү заттардын чоң бөлүгүн эки же андан көп фазадан турган дисперстик системалар түзөт. Дисперстик системалардын реологиялык касиеттерин алардын компонентеринин реологиялык касиетеринен көз карандылыгын изилдөөчү илим – микрореология деп аталат.

Башында реология илими жалаң гана суюк массаларды изилдеп келсе, акыркы жылдары катуу заттар да реологиянын изилдөө объектилери болуп калды. Кээ бир тамак-аш азыктар берилген чыңалууга (күч) жараша суюк да, катуу да заттардын реологиялык касиеттерин көрсөтүшөт. Мисалы: эритилген шоколад, картошка пюреси, кээ бир дрессингтер, майдын негизинде алынган спреддер аз чыңалууда өздөрүн катуу заттардай, ал эми жогорку чыңалууда суюк заттардай алып жүрүшөт. Мындай тамак-аш азыктарын жарым катуу же жарым суюк деп классификацияланат.

Тамак-аш реологиясы

Тамак-аш азыктарынын реологиялык касиеттери инженердик эсептөөлөрдө, өндүрүүчү линияларды долбоорлордо колдононулат. Мисалы, насостун кубаттуулугун, түтүктүн диаметрин, жылуулук жана масса алмашуучу аппараттарда суюктуктун кандай режим боюнча агышын аныктоододо, биотехнологиялык процесстерди башкаруу, ферменттердин жардамы менен ажыроо реакцияларын контролдоо үчүн колдонулат (мисалы: крахмалды ажыратканда ал мальтоза жана глюкозага айланып суюк болуп калат). Реологиялык касиеттердин өзгөрүшү аркылуу заттардын химиялык касиеттердин өзгөрүшүн контролдоо үчүн керек.

Көптөгөн суюк азыктар өздөрүн Ньютон суюктуктары (формула 1) катары алып жүрүшөт, ал эми кээ бир биологиялык заттар Ньютондук эмес суюктуктар катары алып жүрүшөт. Мындай заттардын жылышуу ылдамдыгынын ${\dot {\gamma }}$ жылышуу чыңалуусуна τ болгон көз карандылыгы ийри сызыктуу (1 b жана a сүрөттүн кара).

$\tau =\eta \centerdot {\dot {\gamma }}$ (1)

Мындай суюктуктар псевдопластиктер деп аталышат (М: гельдер, пюрелер, кремдер). Псевдопластик суюктуктар башында жылышуу ылдамдыгынын кичинекей маанисинде жылышуу чыңалуусу тез жогорулайт (1.3 b сүрөт), ал эми, бирок жылышуу чыңалуусунун кандайдыр бир маанисине жеткенден кийин тескерисинче болот (томпок ийри сызык). Ал эми dilatant (кеңейүүчү) суюктуктар үчүн, жогоруда айтылган ийри сызык кайкы болот, жана жылышуу чыңалуусунун аз маанисинде эле жылышуу ылдамдыгы чоң маанини ээлейт. Псевдопластик суюктуктар үчүн жылышуу чыңалуусу τ төмөнкү Остваль - де Виль (engl: Ostwald-de Waele or Power law) теңдемедеси (формула 2) менен чыгарылат:

$\tau =\mathrm {K} \centerdot {\dot {\gamma }}^{n}$ (2)

мында

К– консистенция  коэффициенти, [Ра∙сⁿ],

n - агуу индекси деп аталат, [-].

Ньютон суюктуктары үчүн бул чоңдук бирге барабар (n = 1), ал эми К = η, динамикалык илешкектикке барабар.

Колдонулган адабияттар

• Сманалиева Ж.Н. Тамак-аш азыктарынын физикалык касиеттери сабагынан лаборатордук иштерди жасоо үчүн усулдук көргөзмө, 2016. - Б.: Текник ББ; - 65 б.