Detail předmětu

Reologie pro chemiky

FCH-MC_RPCAk. rok: 2022/2023

Předmět reologie. Prostý smyk a prostý smykový tok. Pružné materiály a vazké kapaliny. Přenos hybnosti. Působící síly a tenzor napětí. Navier-Stokesova rovnice. Viskozitní funkce nenewtonských kapalin, tixotropie, dilatance a antitixotropie. Viskozita a její měření. Chování viskoelastických materiálů při smykovém namáhání, odezva materiálů na obecný smykový pohyb. Lineární viskoelasticita, základní testy lineární viskoelasticity: relaxace a creep. Základní materiálové funkce lineární viskoelasticity pro smykové pohyby, relaxační spektra, komplexní viskozita. Viskometrická normálová pnutí. Elongační viskozita. Reologie polymerů, suspenzí a emulzí. Praktické využití ve spotřební chemii.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

prof. Ing. Martina Klučáková, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikální a spotřební chemie (ÚFSCH)

Výsledky učení předmětu

Reologie nenewtonských kapalin, materiálové funkce lineární viskoelasticity, jejich využití ve spotřební chemii.

Prerekvizity

Základní znalosti z matematiky a fyzikální chemie.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: Přednáška - 2 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška má písemnou a ústní část. V písemném testu jsou prověřeny obecné znalosti z reologie (limit 50 %). V ústní části student přednese příklad praktické aplikace reologických znalostí na konkrétním problému.

Osnovy výuky

Reologie. Cíle a metody reologie. Mechanické chování a vlastnosti materiálů. Praktické využití reologických vlastností suspenzí a polymerních kapalin.
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.
Nelineárně vazké chování. Plasticita, viskoplasticita, nenewtonská viskozita, tixotropie.
Lineární viskoelasticita. Dynamika lineárních autonomních systémů. Relaxace, kríp, komplexní viskozita. Maxwellův a Kelvinův model.
Viskometrie a reometrie. Teorie měření viskozitní funkce pro základní typy viskozimetrů. Viskometrická normálová pnutí. Komplexní viskozita. Přístrojová technika, kalibrace, zpracování dat.
Nelineární viskoelasticita. Weissenbergův efekt a centripetální proudění, vzdutí extrudátu. Elongační viskozita.
Roztoky polymerů. Limitní viskozitní číslo a molární hmotnost, Mark-Houwinkova rovnice, konformační charakteristiky makromolekul z viskozitních měření.
Suspenze a emulze.

Učební cíle

Základní znalosti reologie a reometrie kapalin a jejich praktické využití.

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

Přednášky nepovinné, účast doporučená.

Základní literatura

Barnes H. A., Hutton J.F., Walters K.: An introduction to rheology. Elsevier, Amsterdam 1989. (EN)
Morrison F. A.: Understanding Rheology. Oxford University Press, Oxford 2001. (EN)
Wein O.: Úvod do reologie. FCH VUT v Brně, Brno 1996. (CS)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech