Матвиенко Олег Викторович, докт. физ.-мат. наук, профессор, Томский государственный архитектурно-строительный университет, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2; профессор, Томский государственный университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
Oleg V. Matvienko, DSc, Professor, Tomsk State University of Architecture and Building, 2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk; National Research Tomsk State University, 36, Lenin Ave., 634050, Tomsk
Базуев Виктор Павлович, канд. физ.-мат. наук, ст. научный сотрудник
634003, г. Томск, пл. Соляная, 2
Viktor P. Bazuev, PhD, Senior Scientist
2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk
Сабылина Наталья Романовна, магистрант
634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
Natalya R. Sabylina, Undergraduate Student
36, Lenin Ave., 634050, Tomsk
Асеева Алѐна Евгеньевна, магистрант
634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
Alyona E. Aseeva, Undergraduate Student
36, Lenin Ave., 634050, Tomsk
Суртаева Анастасия Анатольевна, магистрант
634003, г. Томск, пл. Соляная, 2
Anastasia A. Surtaeva, Undergraduate Student
2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk
В работе проведено исследование течения битумного вяжущего, описываемого моделью Шведова – Бингама, в цилиндрической трубе, определена зависимость расхода жидкости от перепада давления, получены зависимости для радиального распределения скорости и эффективной вязкости течения. В пристеночной части течения эффективная вязкость характеризуется низкими значениями. Однако в окрестности жесткой зоны наблюдается существенный рост значений эффективной вязкости. С ростом скоростей сдвиговых деформаций происходит уменьшение эффективной вязкости, что объясняется процессами разрушения микроструктуры среды. С увеличением перепада давления происходит уменьшение размеров жесткой зоны. С повышением предельного напряжения сдвига среда становится менее подвижной, жесткая зона, локализованная в приосевой части трубы, увеличивается в размерах. При этом значения скорости уменьшаются по всему сечению трубы. Вариация значений пластической вязкости не влияет на положение жесткой зоны. Проведенные исследования показали, что при значениях числа Бингама Bn < 0,1 неньютоновские свойства течения можно не учитывать и с точностью, достаточной для инженерных расчетов, рассматривать течение ньютоновской жидкости с вязкостью mpl.
This paper studies the bitumen binder flow in terms of the Shvedov-Bingham model in a cylindrical tube. The dependence of the fluid flow rate on pressure drop is determined as well as the dependences between the radial velocity distribution and effective flow viscosity. Near the wall, the effective viscosity is low. However, in the vicinity of the rigid zone, a significant increase in the effective viscosity is observed. With increasing strain rates the effective viscosity decreases, which is explained by the destruction of the medium microstructure. With the pressure drop, the size of the hard zone decreases. With the increasing yield stress the fluid becomes less mobile, the rigid zone in the centre of the pipe increases in size. In this case, the velocity values decrease over the entire pipe section. Variation in the plastic viscosity does not affect the position of the rigid zone. It is shown that when the Bingam number Bn < 0.1, the non-Newtonian properties of the flow can be ignored. In this case, the Newtonian flow with viscosity mpl should be considered with an accuracy sufficient for engineering calculations.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.