ISSN:
1435-1528
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
,
Physics
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung Es wurde experimentell das Verhalten von festen und deformierbaren Teilchen untersucht, die bei der Suspension in strukturviskosen und viskoelastischen Flüssigkeiten einer langsamenCouette-Strömung ausgesetzt sind. Die Geschwindigkeitsprofile zeigten gewisse Abweichungen von denenNewtonscher Flüssigkeiten, aber die gemessenen Winkelgeschwindigkeiten der festen Kügelchen ergaben, daß die Drehung des Feldes gleich dem halben Geschwindigkeitsgradienten war. Die gemessenen Winkelgeschwindigkeiten der Stäbchen und Scheiben stimmten mit der Theorie, die auf Newtonsche Flüssigkeiten zutrifft, überein. In beiden nicht-Newtonschen Flüssigkeiten verschob sich jedoch die Kreisbahn stetig zu einem asymptotischen Wert, der einem Minimum der Dissipationsenergie der Strömung entsprach. Scheibchen in viskoelastischen Lösungen von Polyacrylamid richteten sich bei höherer Scherspannung in Strömungsrichtung aus und zeigten keine Drehung mehr. Es wurden auch Wanderungen von festen Teilchen über die Scherebene im Spalt derCouette-Anordnung beobachtet. In strukturviskosen Flüssigkeiten erfolgte die Wanderung in Richtung der höheren Scherung, während auf elastische Flüssigkeiten das Gegenteil zutraf. Die Deformation, Orientierung und das Aufbrechen strukturviskoser Tröpfchen inNewtonschen Flüssigkeiten und das Verhalten von Newtonschen Tröpfchen in strukturviskosen Flüssigkeiten waren den früher in rein-Newtonschen Systemen beobachteten Phänomenen ähnlich. Die Deformation der viskoelastischen Tröpfchen war jedoch kleiner als die von der Theorie vorhergesagt worden war. Zweikörper-Zusammenstöße zwischen festen gleichförmigen Kügelchen in strukturviskosen Flüssigkeiten waren unsymmetritch und irreversibel. Darin unterschieden sie sich von Zusammenstößen inNewtonschen Flüssigkeiten, in denen völlige Umkehrbarkeit beobachtet worden war. Während einige der beobachteten Phänomene in viskoelastischen Suspensionen qualitativ gedeutet werden konnten, ließ sich das Teilchenverhalten in strukturviskosen Flüssigkeiten nicht anhand der bekannten Theologischen Eigenschaften der Flüssigkeiten erklären.
Notes:
Summary An experimental study of the behaviour of rigid and deformable particles suspended in pseudoplastic and elasticoviscous liquids undergoing slowCouette flow was undertaken. The velocity profiles deviated slightly from those obtained forNewtonian fluids, but the measured angular velocities of rigid spheres showed that the rotation of the field was equal to half the velocity gradient. While the measured angular velocities of rods and discs were in accord with theory applicable toNewtonian liquids, in both non-Newtonian media there was a steady drift in the orbit towards an asymptotic value corresponding to minimum energy dissipation in the flow. Furthermore, discs in elasticoviscous solutions of polyacrylamide at higher shear stresses aligned themselves in the direction of the flow and ceased to rotate. Migration of rigid particles across the planes of shear in the annul us of theCouette was also observed. In pseudoplastic liquids, the migration was towards the region of higher shear, whereas the opposite was true in elasticoviscous liquids. The deformation, orientation and burst of pseudoplastic drops inNewtonian liquids and that ofNewtonian drops in pseudoplastic fluids were similar to those previously in completelyNewtonian systems. With elasticoviscous drops, however, the deformation was smaller than given by theory. As in elasticoviscous fluids, two-body collisions of rigid uniform spheres in the pseudoplastic liquids were unsymmetrical and irreversible, thus differing from collisions inNewtonian systems where complete reversibility is observed. While some of the observed phenomena in elasticoviscous suspensions could be qualitatively interpreted, particle behaviour in the pseudoplastic liquids could not be explained in terms of the known rheological properties of the fluids.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF01993709
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