16.2. СВЯЗЬ МЕЖДУ ТЕКУЧЕСТЬЮ И КАСАТЕЛЬНЫМИ НАПРЯЖЕНИЯМИ В ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ СО СТРУКТУРНОЙ ВЯЗКОСТЬЮ
Анализ экспериментальных данных показывает, что текучесть 
является более простой функцией касательных напряжений 
, чем собственно динамический коэффициент вязкости.
Значительное число сложных эмпирических выражений, основанных на более или менее удачной аппроксимации нелинейной кривой течения в некотором интервале напряжений или скоростей сдвига, не нашло широкого использования, а наиболее распространенная степенная формула Оствальда, подкупая простотой последующих операций с нею, не выдерживает критики ни с точки зрения соответствия предельным свойствам 
, ни с точки зрения размерности входящих в нее коэффициентов.
Ниже излагаются результаты, полученные автором совместно с Е. М. Хабахпашевой и В. И. Поповым. На рис. 16.1 схематично показана общая зависимость 
для случая 
при 
по экспериментальным данным ряда авторов. В области 
и жидкость проявляет так называемую условную упругость. В области 
поведение жидкости характеризуется постоянной текучестью 
. Естественно, что в определении 
есть некоторая условность, ибо переход от постоянной текучести 
к переменной осуществляется плавно на некотором отрезке 
.
Величину 
назовем пределом устойчивости макроструктуры жидкости, а — нулевой текучестью. Соответственно текучесть при 
обозначим 
.
В качестве масштаба изменения текучести естественно выбрать разность — 
, а в качестве искомой переменной — дефект текучести 
. Тогда из величин 
и 
— можно обра зовать два безразмерных комплекса, вводя некоторую величину 
, которая может служить мерой структурной стабильности жидкости:
(16.2.1)
Зависимость 
имеет одинаковый характер для жидкостей как с возрастающей 
, так и с уменьшающейся 
текучестью. При этом всегда 
, и текучесть жидкости можно формально описать уравнением
(16.2.2)
Соответственно
(16.2.3)
Отсюда следует, что текучесть при 
характеризуется набором пяти величин:
(16.2.6)
В сильно структурированных жидкостях разрушение структуры под влиянием напряжения сдвига приводит к значительному изменению текучести. К таким жидкостям относятся расплавы полимеров, концентрированные суспензии, пасты, битумы и т. п. Для слабо структурированных жидкостей (растворов полимеров, низкоконцентрированных суспензий, эмульсий, латексов) под действием напряжения сдвига текучесть меняется сравнительно слабо.
При достаточно малых 
практически интересная область удовлетворительно описывается первыми двумя-тремя членами разложения уравнения (16.2.4). Переписав его с учетом уравнения (16.2.1) в виде
(16.2.7)
получим
(16.2.8)
Рис. 16.1. Зависимость 
от 
или, ограничиваясь двумя первыми членами разложения,
Последняя формула весьма удобна для построения приближенных методов расчета течения жидкостей со структурной вязкостью. Поэтому целесообразно в теории выделить специальный подкласс жидкостей с линейным законом текучести. Для дилатантной жидкости перед вторым членом формулы (16.2.9) следует ставить знак минус.
