egyetemi tanár Nyugat-Magyarországi Egyetem

egyetemi tanár Nyugat-Magyarországi Egyetem

Dr. Kovács Zsolt Anyagszerkezettan Anyagszerkezettan I. 2005 november október 21.25.

Folyadékok szerkezeti jellemz i Az el adás témakörei: Mit nevezünk folyadéknak? - részecskék kölcsönhatása, rendezettsége - mechanikai viselkedése alapján A folyadékok viszkozitása, viszkozimetria A víz szerkezete A felületi feszültség, mérése Folyadéktípusok reológiai görbéik alapján Folyadékszer anyagok - heterogén rendszerek - óriásmolekulájú anyagok - üvegek - folyadékkristályok Dr. Kovács Zsolt Anyagszerkezettan Anyagszerkezettan I. 2005 november október 21.25.

Folyadékok szerkezeti jellemz i Nemnewtoni folyadékok A folyadékok jellemzése reológiai görbéjükkel

2 3 5 1 4

n

1. - newtoni folyadék 2. plasztikus

3. pszeudoplasztikus

5. -tixotrop közeg

dt

d dt

n

4. -dilatáló közeg

d

d dt

k

d dt

k d dt

n

;n

n

;n

1

Dr. Kovács Zsolt

Anyagszerkezettan Anyagszerkezettan I. 2005 november október 21.25.

1

Folyadékok szerkezeti jellemz i Nemnewtoni folyadékok Heterogén rendszerek: kolloid diszperz rendszerek, 1 - 600 nm durva diszperz rendszerek, kolloid oldatok

> 600 nm 1 100 nm

jellemz a nyírási tágulás: a diszpergált részecskék nyíró igénybevétel hatására rosszabb térkitöltéssel helyezkednek el, több folyadék kerül közéjük. Viszkozitásuk függ az alakváltozási sebességt l: Nyírásra keményed anyagok: gyorsabb alakváltozással szemben nagyobb ellenállás (vízhomok keverék) Nyírásra lágyuló anyagok: alakváltoztató hatásra csökken a viszkozitás (fogkrém, vaj) Tixotróp anyagok: nyírás miatti lágyulás késve sz nik meg Dr. Kovács Zsolt Anyagszerkezettan Anyagszerkezettan I. 2005 november október 21.25.

Folyadékok szerkezeti jellemz i Nemnewtoni folyadékok Folyadék szerkezet anyagok: óriásmolekulájú folyadékok :láncmolekulák oldalcsoportjai gátolják a rendez dést pl.: nyersgumi, szurok, szilikon olajok

üvegek: olvadék megfelel sebesség h tésével keletkeznek, nem következik be kristályosodás; nincs határozott olvadáspont pl.: fémüvegek, polimerüvegek


Folyadékok szerkezeti jellemz i Nemnewtoni folyadékok Folyadék szerkezet anyagok: folyadékkristályok: átmenet a szilárd kristályos anyagok és a folyadékok szerkezete között

A kopolimer épít egységének szerkezeti képlete és térbeli modellje Dr. Kovács Zsolt Anyagszerkezettan Anyagszerkezettan I. 2005 november október 21.25.

Folyadékok szerkezeti jellemz i Nemnewtoni folyadékok Folyadék szerkezet anyagok: folyadékkristályok: Az áthatolni képes polarizált fény iránya

A folyadékmolekulák kristályszer en rendezett szerkezetben Dr. Kovács Zsolt Anyagszerkezettan Anyagszerkezettan I. 2005 november október 21.25.

Folyadékok szerkezeti jellemz i Nemnewtoni folyadékok Folyadék szerkezet anyagok: folyadékkristályok:

A folyadékmolekulák még rendezett szerkezete h mozgás közben Dr. Kovács Zsolt Anyagszerkezettan Anyagszerkezettan I. 2005 november október 21.25.

Folyadékok szerkezeti jellemz i Nemnewtoni folyadékok Folyadék szerkezet anyagok: folyadékkristályok:

A folyadékmolekulák rendezetlen szerkezete folyadék fázisban Dr. Kovács Zsolt Anyagszerkezettan Anyagszerkezettan I. 2005 november október 21.25.

egyetemi tanár Nyugat-Magyarországi Egyetem


Membránként modellezhet rendszerek A membrán fogalma A szó eredeti jelentése: hártya, héj, sejt alkotója

A membrán A legáltalánosabb megfogalmazás szerint: két fázis, pl.: két különböz folyadék között elhelyezked , korlátozottan anyagátereszt réteg, hártya. Dr. Kovács Zsolt Anyagszerkezettan Anyagszerkezettan I. 2005 november október 21.25.

Membránként modellezhet rendszerek Az els mesterséges membránt 1855-ben A. Fick készítette cellulóz-acetátból, ennek felhasználásával állapította meg a diffúzióra vonatkozó alaptörvényeit. A membrán fogalmának kiterjesztése M szaki életben Küls er vel kifeszített, rugalmas válaszfalak, melyeknek legf bb feladata a védelem. A vegyiparban technológiai fogalom. Szelektív átereszt képesség válaszfal anyagok, alkotórészek szétválasztására. Szilárdságtanban A rugalmas, görbült héjak bizonyos terhelési feltételek mellett kialakuló membránállapota . Akusztikában A hangsugárzók rezg eleme. Dr. Kovács Zsolt Anyagszerkezettan Anyagszerkezettan I. 2005 november október 21.25.

Membránként modellezhet rendszerek Membrán funkciók Szétválasztás membrán szeparációs eljárások mikrosz rés csírátlanításra

ultrasz rés alkotók szétválasztása


Membránként modellezhet rendszerek Membrán funkciók Szétválasztás fordított ozmózis

Concentrate Dilute Feed

Dialízis - koncentráció különbség Elektrodialízis: - elektrosztatikus er Pervaporáció: - fázisok nyomáskülönbsége


Membránként modellezhet rendszerek Mesterséges membránok négyzetcentiméterenként 107 1011 pórus, 1-20 nm pórusméret Polimer-membránok: Kompozit szerkezet; m anyag szövet er sít anyagra kicsapatott cellulóz-acetát vagy poliszulfon oldat;

Szervetlen membránok: Kerámiamembránok (alumíniumoxid, titánoxid) Dr. Kovács Zsolt Anyagszerkezettan Anyagszerkezettan I. 2005 november október 21.25.

Membránként modellezhet rendszerek Membránkonfigurációk spirális tekercs membrán


Membránként modellezhet rendszerek Membránkonfigurációk cs membrán


Membránként modellezhet rendszerek Forgásfelület membrán-feszültségállapota A héjban hajlítás nem ébred! m t

Az er k egyensúlya

meridiánfeszültség érint irányú feszültség

p x dm x dt

t x dm x v m x dt x v Dr. Kovács Zsolt Anyagszerkezettan Anyagszerkezettan I. 2005 november október 21.25.

Membránként modellezhet rendszerek Hengerpalást membrán-feszültségállapota Szélességi metszet görbületi sugara:

rt

Meridiángörbe hengeralkotó görbületi sugara rm=

rt

O

P


Membránként modellezhet rendszerek Hengerpalást membrán-feszültségállapota Szélességi metszet görbületi sugara: rt Meridiángörbe hengeralkotó görbületi sugara rm=

f tangenciális m t

P

rt p rt 1 v 2 rm

Er k egyensúlya a meridián-érint irányában:

Fa

rt

2

p

Meridiánfeszültség

m

2rt

v

rt

p 2 v


m

Membránként modellezhet rendszerek Hengerpalást membrán-feszültségállapota

Er k egyensúlya a szélességi metszet érint je irányában:

Fa

2 r h p

Tangenciális feszültség: t

2 h v

p r v


t

Membránként modellezhet rendszerek Hengerpalást membrán-feszültségállapota

Kedvez tlen héj kialakítások: a) rt = ,

b) rm = 0,

c) rm = ,

m

m

rm

rt

p 2v

rt 1 2r m

rt

p v

D 2 Dr. Kovács Zsolt Anyagszerkezettan Anyagszerkezettan I. 2005 november október 21.25.

Membránként modellezhet rendszerek Membránanalógia

Csavart rúdban nyírási deformáció jön létre Nyírófeszültségek ébrednek Dr. Kovács Zsolt Anyagszerkezettan Anyagszerkezettan I. 2005 november október 21.25.

Membránként modellezhet rendszerek Membránanalógia

A nyírófeszültségek iránya: a szintvonalak érint je A nyírófeszültségek nagysága: a szintvonalak s r ségével arányos Dr. Kovács Zsolt Anyagszerkezettan Anyagszerkezettan I. 2005 november október 21.25.

Membránként modellezhet rendszerek Membránanalógia A nyírófeszültségek iránya és a szintvonalak s r södése különböz alakú keresztmetszeteknél


egyetemi tanár Nyugat-Magyarországi Egyetem

Recommend Documents