Detail předmětu

Reologie DSP

FCH-DCO_REGAk. rok: 2011/2012

Předmět reologie, lineární funkce vektorového argumentu, gradienty a tenzory, vektor povrchu bilance divergence, afinní transformace a algebra tensorů, Prostý smyk a prostý smykový tok, kinematika prostého smyku, dynamika smyku pružného materiálu, pružné materiály a vazké kapaliny, kinematika ustáleného prostého smykového toku, dynamika prostého smykového toku vazkých kapalin, chování viskoelastických materiálů při smykovém namáhání, odezva materiálů na obecný smykový pohyb, Viskozita a její měření, viskozitní funkce nenewtonských kapalin, tixotropie, dilatance a antitixotropie, Lineární viskoelasticita, základní testy lineární viskoelasticity: relaxace a creep, matematická koncepce linearity: Boltzmanův superpoziční princip, základní materiálové funkce lineární viskoelasticity pro smykové pohyby, relaxační spektra, vliv setrvačnosti na měření komplexní viskozity, viskometrická normálová pnutí.

Jazyk výuky

čeština

Garant předmětu

prof. Ing. Martina Klučáková, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikální a spotřební chemie (ÚFSCH)

Výsledky učení předmětu

Viskometrie nenewtonských kapalin, materiálové funkce lineární viskoelasticity, jejich použití v chemickém inženýrství a ve vztahu ke struktuře polymerů.

Prerekvizity

Středoškolská matematika a fyzika. Základy fenomenologické fyzikální chemie. Diferenciální a integrální počet. Základy vektorové analýzy

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

3 průběžné testy (před 3, 5 a 7 přednáškou)
závěrečné kolokvium s anglickou terminologií podle skript urcenych studentum
1. základní reologické fenomeny (viskozita, viskoelasticita, tixotropie)
2. zpracování dat z kapilární a rotační viskometrie,
3. odhady smykového napětí a smykových rychlostí
4. viskozita polymerních roztoků

Osnovy výuky

(Osnova pro 7 4-hodinových bloků)
1. Reologie. Cíle a metody reologie. Mechanické chování a vlastnosti materiálů. Praktické využití reologických vlastností suspenzí a polymerních kapalin.
2. Základní kvantitativní pojmy mechaniky kontinua. Napětí a deformace. Prostý smyk a smykový tok. Viskozita a elasticita. Newtonské kapaliny. Hookeovské materiály. Nezbytnost tenzorového popisu kinematiky a dynamiky prostorové deformace. Tenzor defomace a gradient rychlosti. Tenzor napětí, tlak. Reologické konstitutivní rovnice. Matematické modely toku.
3. Nelineárně vazké chování. Plasticita, viskoplasticita, nenewtonská viskozita, tixotropie. Zdánlivý skluz při stěně.
4. Lineární viskoelasticita. Dynamika lineárních autonomních systémů. Relaxace, kríp, komplexní viskozita. Maxwellův a Kelvinův model. Spektrální popis.
5. Viskometrie a reometrie. Teorie měření viskozitní funkce pro základní typy viskozimetrů. Viskometrická normálová pnutí. Komplexní viskozita. Přístrojová technika, kalibrace, zpracování dat.
6. Nelineární viskoelasticita. Weissenbergův efekt a centripetální proudění, vzdutí extrudátu. Elongační viskozita.
7. Roztoky polymerů. Limitní viskozitní číslo a molární hmotnost, Mark-Houwinkova rovnice, konformační charakteristiky makromolekul z viskozitních měření.

Učební cíle

Osvojení základních pojmů a postupů nelineární mechaniky kontinua, aplikovaných na jednoduché reometrické tokové situace běžné při charakterizaci tokových vlastností Nenewtonských kapalin.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

není

Základní literatura

BARNES, H. A., HUTTON, J. F., WALTERS, K. An Introduction to Rheology. Amsterdam: Elsevier, 1989. (CS)
MORISSON, F. A. Understanding Rheology. New York: Oxford University Press, 2001. (CS)
WEIN, O., Úvod do reologie. Brno: FCH VUT v Brně, 1996. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program DKCP_FCH doktorský

    obor DKCPO_FCH , 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program DKCP_FCH_4 doktorský

    obor DKCPO_FCH_4 , 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program DPCP_FCH_4 doktorský

    obor DPCPO_FCH_4 , 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program DPCP_FCH doktorský

    obor DPCO_FCH , 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program CKCP_CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor CKCO_CZV , 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program DKCP_FCH_4 doktorský

    obor DKCPO_FCH_4 , 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program DPCP_FCH_4 doktorský

    obor DPCPO_FCH_4 , 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Konzultace v kombinovaném studiu

0 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Martina Klučáková, Ph.D.