Skip to main content
padlock icon - secure page this page is secure

Viscoelastic Relaxation in Liquids

Buy Article:

$30.00 + tax (Refund Policy)

Viscoelastic relaxation in liquids is discussed. The compressibility of a liquid and its bulk viscosity coefficient become complex and frequency dependent under the action of an ultrasonic wave. They are related to the viscoelastic relaxation time. Temperature variation of the relaxation time is discussed and activation energies are evaluated, using the temperature variations of ultrasonic absorption and velocity. Relations between the ultrasonic velocity, absorption, compressibility, bulk viscosity and Navier-Stokes equations are worked out. Expressions are obtained for the viscoelastic relaxation time in terms of ultrasonic velocity and absorption. It is observed that the velocity at the viscoelastic relaxation frequency is twice the low frequency velocity. Relaxation equations obtained by the author earlier for the bulk viscosity coefficient are used to obtain expressions for other ultrasonic parameters. The peak in ultrasonic absorption coefficient is explained using the present equations. Existing data and some values obtained by extrapolation are used for the present calculations, in the case of three associated (viscoelastic) liquids. Variations in velocities with temperatures are discussed. Calculated values are found to be in reasonable agreement with experimental literature data.

Zusammenfassung

In dieser Arbeit wird die viskoelastische Relaxation in Flüssigkeiten diskutiert. Die Kompressibilität einer Flüssigkeit und ihr Volumenviskositätskoeffizient werden im Ultraschallbereich komplex und frequenzäbhangig und sind mit der viskoelastischen Relaxationszeit verknüpft. Die Temperaturabhängigkeit der Relaxationszeit wird diskutiert und es werden Aktivierungsenergien unter Benutzung der Temperaturabhängigkeit der Ultraschallabsorption und -geschwindigkeit ermittelt. Beziehungen zwischen der Ultraschallgeschwindigkeit, der Absorption, der Kompressibilität, der Volumenviskosität und den Navier-Stokes-Gleichungen werden aufgestellt. Die viskoelastische Relaxationszeit wird durch die Ultraschallgeschwindigkeit und -absorption ausgedrückt. Es wurde beobachtet, daß die Schallgeschwindigkeit bei der viskoelastischen Relaxationsfrequenz doppelt so hoch ist als bei tiefen Frequenzen. Unter Benutzung der schon früher vom Autor abgeleiteten Relaxationsgleichungen für den Volumenviskositätskoeffizient werden Ausdrücke für andere Ultraschallparameter erhalten. Die mitgeteilten Gleichungen erklären die Spitze des Absorptionskoeffizienten. Für die hier vorgenommenen Berechnungen des Falles dreier assoziierter (viskoelastischer) Flüssigkeiten werden vorhandene Daten und einige extrapolierte Werte herangezogen, und die Geschwindigkeitsänderungen mit der Temperatur werden diskutiert. Es zeigt sich, daß die berechneten Werte in vernünftiger Übereinstimmung mit experimentellen Literaturdaten stehen.

Sommaire

On examine la question de la relaxation viscoélastique dans les liquides. Sous l'action d'une onde ultrasonore, la compressibilité d'un liquide et son coefficient de viscosité volumique deviennent complexes et dépendants de la fréquence. Ils sont reliés à la durée de relaxation viscoélastique. On discute les variations avec la température de la durée de relaxation et on évalue les énergies d'activation à partir des variations de l'absorption et de la vitesse des ultrasons en fonction de la température. On établit des relations entre la vitesse et l'absorption ultrasonores, la compressibilité, la viscosité volumique et les équations de Navier-Stokes. Cela permet d'obtenir des expressions de la durée de relaxation viscoélastique en termes d'absorption et de vitesse ultrasonores. On observe que la fréquence de relaxation viscoélastique est double de la vitesse à basse fréquence. Les équations de relaxation précédemment obtenues par l'auteur pour le coefficient de viscosité volumique sont exploitées pour déterminer d'autres paramètres ultrasonores. Elles permettent d'expliquer le pic du coefficient d'absorption ultrasonore. Les calculs ont été faits dans le cas de trois liquides viscoélastiques, en exploitant des données existantes et quelques autres obtenues par extrapolation. On discute les variations de la vitesse avec la température. Les valeurs calculées s'accordent raisonnablement avec les données experimentales.
No Reference information available - sign in for access.
No Citation information available - sign in for access.
No Supplementary Data.
No Article Media
No Metrics

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 1993

More about this publication?
  • Acta Acustica united with Acustica, published together with the European Acoustics Association (EAA), is an international, peer-reviewed journal on acoustics. It publishes original articles on all subjects in the field of acoustics, such as general linear acoustics, nonlinear acoustics, macrosonics, flow acoustics, atmospheric sound, underwater sound, ultrasonics, physical acoustics, structural acoustics, noise control, active control, environmental noise, building acoustics, room acoustics, acoustic materials, acoustic signal processing, computational and numerical acoustics, hearing, audiology and psychoacoustics, speech, musical acoustics, electroacoustics, auditory quality of systems. It reports on original scientific research in acoustics and on engineering applications. The journal considers scientific papers, technical and applied papers, book reviews, short communications, doctoral thesis abstracts, etc. In irregular intervals also special issues and review articles are published.
  • Editorial Board
  • Information for Authors
  • Submit a Paper
  • Subscribe to this Title
  • Information for Advertisers
  • Online User License
  • Ingenta Connect is not responsible for the content or availability of external websites
  • Access Key
  • Free content
  • Partial Free content
  • New content
  • Open access content
  • Partial Open access content
  • Subscribed content
  • Partial Subscribed content
  • Free trial content
Cookie Policy
X
Cookie Policy
Ingenta Connect website makes use of cookies so as to keep track of data that you have filled in. I am Happy with this Find out more