رئولوژی
دسته بندی علوم پزشکی
بازدید ها 21
فرمت فایل doc
حجم فایل 1.342 مگا بایت
تعداد صفحات فایل 110
7,500 تومان
رئولوژی

فروشنده فایل

کد کاربری 3088
کاربر

رئولوژی


1-1 تاریخچه پیدایش رئولوژی[1]

نیوتن[2] (1727-1642) اولین فردی بود كه برای مدل كردن سیالات با آنها برخوردی كاملاً علمی نمود. وی در قانون دوم مقاومت خود، كل مقاومت یك سیال را در برابر تغییر شكل (حركت) نتیجه دو عامل زیر دانست:

الف) مقاومت مربوط به اینرسی (ماند) سیال

ب) مقاومت مربوط به اصطكاك (لغزش ملكولها یا لایه‌های سیال بر هم‌دیگر)

و در نهایت قانون مقاومت خود را چنین بیان نمود: «در یك سیال گرانرو[3]، تنش مماسی (برشی) متناسب با مشتق سرعت در جهت عمود بر جهت جریان است.»

در اواخر قرن نوزدهم علم مكانیك سیالات شروع به توسعه در دو جهت كاملاً مجزا نمود.
از یك طرف علم تئوری هیدرودینامیك كه با معادلات حركت اولر[4] در مورد سیال ایده‌آل فرضی شروع می ‌شد، تا حد قابل توجهی جلو رفت. این سیال ایده‌آل، غیر قابل تراكم و فاقد گرانروی و كشسانی (الاستیسیته) در نظر گرفته شد. هنگام حركت این سیال تنشهای برشی وجود نداشته و حركت كاملاً بدون اصطكاك است. روابط ریاضی بسیار دقیقی برای این نوع سیال ایده‌آل در حالتهای فیزیكی مختلف بدست آمده است. باید خاطر نشان نمود كه، نتایج حاصل از علم كلاسیك هیدرودینامیك در تعارض آشكار با نتایج تجربی است (بخصوص در زمینه‌های مهمی چون افت فشار در لوله‌ها و كانالها و یا مقاومت سیال در برابر جسمی كه در آن حركت می‌نماید). لذا این علم از اهمیت عملی زیادی برخوردار نگشت. به دلیل فوق مهندسین كه به علت رشد سریع تكنولوژی نیازمند حل مسائل مهمی بودند، تشویق به توسعه علمی بسیار تجربی، بنام هیدرولیك شدند. علم هیدرولیك بر حجم انبوهی از اطلاعات تجربی متكی بود و از حیث روشها و هدفهایش، با علم هیدرودینامیك اختلاف قابل ملاحظه‌ای داشت.

در شروع قرن بیستم دانشمندی بنام پرانتل[5] نشان داد كه چگونه می‌توان این دو شاخه دینامیك سیالات را به یكدیگر مرتبط نمود و با این كار به شهرت رسید. پرانتل به روابط زیادی بین تجربه و تئوری دست یافت و با این كار توسعة بسیار موفقیت‌آمیز مكانیك سیالات را امكان‌پذیر نمود. البته قبل از پرانتل نیز بعضی از محققین بر این نكته اشاره كرده بودند كه اختلاف بین نتایج
 هیدرو دینامیك كلاسیك و تجربه در بسیاری از موارد به دلیل صرف نظر كردن از اصطكاك سیال است.

علاوه بر این، از شناخت معادلات حركت سیالات با در نظر گرفتن اصطكاك )معادلات ناویر- استوكس[6]( مدت زمانی سپری می‌‌شد. اما به دلیل مشكلات حل ریاضی این معادلات در آن زمان (باستثنای موارد خاص)،در برخورد تئوریك با حركت سیالات گرانرو عقیم مانده بود. در مورد دو سیال بسیار مهم یعنی آب و هوا، نیروی ناشی از لغزش لایه‌های سیال بر یكدیگر (گرانروی آب
 N.S/m2 3-10×1 و گرانروی هوا N.S/m2 3-10×5/2) در مقایسه با سایر نیروها (نیروی ثقل و فشار، N/m2 105) قابل اغماض می‌باشد. بنابراین می‌توان پی برد كه چرا درك تأثیر عامل مهمی همچون نیروی اصطكاك بر حركت سیال در تئوری كلاسیك تا این حد مشكل بوده است. در مقاله‌ای تحت عنوان سیالات با اصطكاك بسیار كم كه قبل از كنگره ریاضیات در هیدلبرگ[7] در 1904 قرائت گردید، پرانتل نشان داد كه می‌توان جریانات گرانرو را با شیوه‌ای كه دارای اهمیت عملی زیادی است به دقت تجزیه و تحلیل نمود. با استفاده از اصول تئوریك و برخی آزمایشهای ساده پرانتل اثبات نمود كه جریان سیال اطراف یك جسم جامد را می‌توان به دو ناحیه تفكیك نمود:

1-    لایه بسیار نازك در مجاورت جسم (لایه مرزی) كه در آن اصطكاك نقش مهمی را بازی می‌كند.

2-    ناحیه دورتر از سطح جسم كه در آن اصطكاك قابل اغماض است.

بر مبنای این فرضیه (Prandtl) موفق به ارائه برداشت فیزیكی قابل قبول از اهمیت جریانات گرانرو گردید، كه در زمان خود موجب ساده شدن قابل توجه حل ریاضی معادلات گردید. آزمایشهای ساده‌ای كه توسط پرانتل در یك تونل آب كوچك انجام شد بر تئوریهای موجود صحه گذاشت. بدین ترتیب او اولین قدم را جهت ارتباط تئوری و نتایج تجربی برداشت. در این رابطه تئوری لایه مرزی بسیار مفید واقع شد، زیرا عامل مؤثری در توسعه دینامیك سیالات بود و بدین ترتیب در مدت زمان كوتاهی به یكی از پایه‌های اساسی این علم مدرن تبدیل شد. پس از شروع مطالعات در زمینه سیالات دارای اصطكاك یك تئوری دینامیكی برای ساده‌ترین گروه سیالات واقعی (سیالات نیوتنی)[8] توسعه یافت. البته این تئوری در مقایسه با تئوری سیالات ایده‌آل از دقت كمتری برخوردار بود.

با رشد صنعت تعداد سیالاتی كه رفتار برشی آنها با استفاده از روابط سیالات نیوتنی قابل توجیه نبود، رو به افزایش گذاشت. از جمله این سیالات می‌توان محلولها و مذابهای پلیمری، جامدات معلق در مایعات، امولسیونها و موادی كه دو خاصیت گرانروی و كشسانی را تواماً دارا می‌باشند (ویسكوالاستیكها) اشاره نمود. بررسی رفتار این سیالات مهم موجب پیدایش علم جدیدی بنام «رئولوژی[9] » شد.

در مورد كلمه رئولوژی و پیدایش آن بد نیست به صحبتهای تروسدل[10] استاد دانشگاه
جان هاپكینز[11] در هشتمین كنگره بین‌الملی رئولوژی گوش فرا داد:"از من خواسته شد كه درباره رئولوژی سخن بگویم، برای فرار از ادای این وظیفه مشكل فكر می‌كنم هیچ چیز بهتر از نقل قول گفتگوی دلنشینی كه با دوست عزیز و قدیمی‌ام ماركوس رینر[12] پس از صرف شام در چهارمین كنگره بین‌المللی رئولوژی داشتم، نیست". او برای شروع نقل قول داستان چگونگی ساخته شدن نام رئولوژی چنین گفت: "هنگامی كه من وارد شدم (سال 1928 به شهر ایستون در ایالت پنسیلوایای امریكا، محل تولد رئولوژی) بینگهام[13] به من گفت: «در اینجا شما مهندسین ساختمان و بنده شیمیدان نشسته‌ایم و با یكدیگر روی مسئلة مشتركی كار می‌كنیم، با توسعة شیمی كلوئیدها می‌توان به این همكاری وسعت بخشید. بنابراین توسعه شاخه جدیدی از فیزیك كه این قبیل مسائل را در بر گیرد، مفید خواهد بود.» من گفتم چنین شاخه‌ای از فیزیك قبلاً وجود داشته است (مكانیك محیط‌های پیوسته). بینگهام افزود: «نه چنین عنوانی شیمیدانها را جلب نخواهد نمود زیرا برای آنها بیگانه است.» پس از این گفتگوها بینگهام با مشورت یك استاد زبان كلاسیك عنوان رئولوژی را برای این شاخه از علم انتخاب نمود كه از سخن معروف هراكلیتوس[14] اقتباس شده است. هراكلیتوس می‌گفت همه چیز در جریان است. "

رینر[15] خاطر نشان ساخت كه افراد غیر متخصص غالباً رئولوژی را با تئولوژی[16] (الهیات) اشتباه می‌گرفتند. او از این موضوع در تعجب بود و نمی‌توانست ارتباطی بین این دو كلمه پیدا كند. در واقع او فراموش كرده بود كه قهرمان شبه آسمانی رئولوژی، در تاریخ بنام هراكلیتوس مبهم مشهور است كه نظر معروف خود را جهت دنبال كردن الهیات عرضه كرده است. مخالفین این فیلسوف بر او خورده می‌گرفتند كه خواص فقط در حالت سكون قابل تعیین هستند ولی علم رئولوژی آرزوی دیرین او یعنی تعیین خواص ماده در حال جریان را برآورده است.

تعریف دقیق و علمی رئولوژی عبارتست از: رئولوژی علمی است كه تغییر شكل مواد را تحت اعمال نیرو مورد بررسی قرار می‌دهد، این تعریف بیشتر در مورد مایعات و شبه مایعات به كار می‌رود. به عبارتی می‌توان علم رئولوژی را به دو قسمت اصلی تقسیم نمود:

1-    بدست آوردن رابطه‌ای (معادله قانونمندی) ما بین تغییر شكل و نیرو از طریق نتایج تجربی و یا تئوریهای مولكولی

2-    بسط این روابط و ارتباط آنها با ساختمان، تركیب مواد، دما، فشار و غیره

توسعه رئولوژی در سالهای بین دو جنگ جهانی آغاز گردید. بنابراین رئولوژی علمی زاییده نیازهای عملی است و به همین دلیل در ابتدا روشهای تجربی ابداع شد. به موازات پیشرفت تحقیقات و كشف پدیده‌های جدید، علم رئولوژی گسترش یافته و به شاخه‌های تحقیقات فیزیكی، شیمیایی، تحقیقات مهندسی و بالاخره تحقیقات ریاضی تقسیم شد.

بعضی از صنایع كه با علم رئولوژی سر و كار دارند عبارتند از: صنایع لاستیك، پلاستیك، الیاف مصنوعی، نفت، تولید صابون و شوینده‌ها، دارو سازی، بیولوژی، انرژی اتمی، سیمان،
 صنایع غذایی، خمیر كاغذ، مواد شیمیائی سبك و سنگین، فرآیندهای تخمیری (و عملیاتی كه در آنها از روغن استفاه می‌شود) فرآیندهای سنگهای معدنی، چاپ، رنگ و غیره. از گستردگی صنایع درگیر با سیالات غیر نیوتنی مشخص می‌شود كه شناخت علم رئولوژی از ضرورت اجتناب‌ناپذیری برخوردار است هر چند كه این علم هنوز در بسیاری از زمینه‌ها قادر به پاسخگوئی مشكلات عملی نیست.



[1]-Rheology

[2]-Newton

[3]-Viscose

[4]-Euler

[5]-Prandtl

[6]-Navier – Stokes equation

[7]-Heidelberg

1- سیالاتی كه از قانون دوم مقاومت نیوتن پیروی می‌كنند به سیالات نیوتنی معروف شده‌اند.

[9]-Rheology

[10]-Truesdell

[11]-Johns Hopkins

[12]-Markus Reiner

[13]-Bingham

[14] Heraclitus

[15] - Riener

[16]-Theological

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                   صفحه

فصل اوّل : رئولوژی مواد پلیمری

1-1            تاریخچه پیدایش رئولوژی....................

1-2            مواد از دیدگاه رئولوژی....................

     1-2-1 پدیده‌های رئولوژیكی..................

     1-2-2 تنش تسلیم در جامدات.................

     1-2-3 تنش تسلیم در رئولوژی................

     1-2-4 تقسیم بندی مواد.....................

فصل دوّم : آمیزه‌های پلیمری

2-1-1 مقدمه ...................................

2-1-2  تعاریف..................................

2-1-3 روشهای تهیه آمیزه‌های پلیمری..............

2-1-4 رفتار اجزا آمیزه‌های پلیمری...............

2-1-5 امتزاج پذیری آمیزه‌های پلیمری.............

2-1-6 سازگاری آمیزه‌های پلیمری..................

2-1-7 سازگاری بواسطه افزودن كوپلیمر............

2-1-8 روشهای تخمین سازگاری و امتزاج پذیری آمیزه‌ها و آلیاژهای پلیمری.........................................

2-1-9 كریستالیزاسیون آمیزه‌های پلیمری...........

2-2-1 رئولوژی پلیمرها..........................

2-2-2 رئولوژی آمیزه‌های پلیمری .................

     2-2-2-1 مقدمه ............................

     2-2-2-2 ویسكوزیته آمیزه‌ها و آلیاژهای پلیمری   

     2-2-2-3 معادلات تجربی ویسكوزیته آمیزه بر حسب غلظت سازنده‌های پلیمری.........................................

     2-2-2-4 جریان برشی پایدار آمیزه‌های پلیمری.

     2-2-2-5 الاستیسیته مذاب آمیزه‌های پلیمری....

فصل سوّم : خاصیت ویسكوالاستیك خطّی

3-1 مقدمه .....................................

3-2 مفهوم و نتایج از خاصیت خطی بودن ...........

3-3 مدل ماكسول و كلوین ........................

3-4 طیف افت یا آسایش...........................

3-5 برش نوسانی.................................

3-6 روابط میان توابع ویسكوالاستیك خطی...........

3-7  روشهای اندازه‌گیری..........................

     3-7-1 روشهای استاتیك......................

     3-7-2 روشهای دینامیك: كشش نوسانی..........

     3-7-3 روشهای دینامیك: انتشار موج..........

     3-7-4 روشهای دینامیك: جریان ثابت .........

 

 

 

فصل چهارم: بررسی رفتار ویسکوالاستیک آمیزه های پلیمری با استفاده از مدل امولسیون پالیریَن

4-1 مقدمه .....................................

4-2 مدل پالیریَن  (Palierne model) ..................

4-3 نتایج تجربی و بحث .........................

منابع و مراجع
References:

فایل های مرتبط ( 15 عدد انتخاب شده )
پاورپوینت خواص شیرین بیان
پاورپوینت خواص شیرین بیان

پاورپوینت با موضوع سیاتیک، علل و درمان
پاورپوینت با موضوع سیاتیک، علل و درمان

پاورپوینت مکانیزم راه رفتن انسان
پاورپوینت مکانیزم راه رفتن انسان

بررسی ارتباط عفونت قبلی هلیكو باكترپیلوری با بیماری پاركینسون در بیماران مراجعه كننده به بیمارستان بعثت
بررسی ارتباط عفونت قبلی هلیكو باكترپیلوری با بیماری  پاركینسون در بیماران مراجعه كننده به بیمارستان بعثت

واكسن و ایمن سازی
واكسن و ایمن سازی

مقاله بررسی كمردرد و راه‌های پیشگیری از آن
مقاله بررسی كمردرد و راه‌های پیشگیری از آن

مقاله بررسی دستگاه گردش خون (قلب)
مقاله بررسی دستگاه گردش خون (قلب)

مقاله بررسی دستگاه تنفسی
مقاله بررسی دستگاه تنفسی

مقاله بررسی جامع كمكهای اولیه
مقاله بررسی جامع كمكهای اولیه

مقاله چاقی و اضافه وزن و بررسی رابطه بین درصد چربی بدن با میزان فعالیت بدن
مقاله چاقی و اضافه وزن و بررسی رابطه بین درصد چربی بدن با میزان فعالیت بدن

مقاله بررسی جامع سرطان
مقاله بررسی جامع سرطان

مقاله بررسی بیوسنتز كلسترول
مقاله بررسی بیوسنتز كلسترول

مقاله بررسی انگل فاسیولا و راههای جلوگیری از اپیدمی آن در استان گیلان
مقاله بررسی انگل فاسیولا و راههای جلوگیری از اپیدمی آن در استان گیلان

مقاله بررسی اسید لاكتیك
مقاله بررسی اسید لاكتیك

مقاله بررسی بروسلوز در اطفال
مقاله بررسی بروسلوز در اطفال

پشتیبانی از تمامی بانک ها-فایل نیک

بالا