Задания на 3 семестр / Физико-технические эффекты_ФТЭ / ФТЭ

Электрореологический эффект

Входы: электрическое поле.

Выходы: вязкость.

Графическая иллюстрация:

Рис.2.75. Разворот диполей под действием электрического поля в дисперсной среде

Сущность:

Электрореологическим эффектом называется быстрое обратимое повышение эффективной вязкости неводных дисперсных систем (рис.75) в сильных электрических полях .

Электрореологические суспензии состоят из неполярной дисперсной среды и твердой дисперсной фазы с достаточно высокой диэлектрической проницаемостью. Дисперсными средами могут служить неполярные или слабополярные органические жидкости с достаточно высоким электрическим сопротивлением (порядка 10 Ом·см), например, светлые масла, растительные масла (касторовое), керосин. В качестве дисперсной фазы широко применяется кремнезем в различных модификациях. Размеры частиц не более 1 мкм.

Электрореологический эффект не проявляется заметно вплоть до некоторой пороговой напряженности электрического поля Екр порядка 10⁶ В/м. Величина ее зависит от состава суспензии и температуры. После достижения значения Екр эффективная вязкость растет приблизительно квадратично с ростом напряженности, но не до бесконечности, а до ее насыщения до сольватного слоя.

Эффект наблюдается и в постоянных, и в переменных полях. При увеличении частоты поля кажущаяся вязкость вначале остается неизменной, затем падает. Вид зависимости эффекта от частоты зависит от состава дисперсной системы.

Электрорерлогические сузпензии весьма чувствительны к изменениям температуры. Нагрев снижает абсолютную величину эффективной вязкости системы. С ростом температуры влияние электрического поля постепенно нивелируется.

Математическое описание:

Изменение вязкости:

,где

время истечения при наложении электрического поля E,

t – время истечения без электрического поля,

- динамическая вязкость.

Применение: Электрореологический эффект нашел применение в автомобилестроении, а именно в стабилизирующих элементах подвески.

Содержание