Turbulence suppression in solutions and pure liquids

Authors


Abstract

Experiments dealing with the onset of turbulent flow in very small capillary tubes are described. The liquids are water, n-heptane, toluene and four aqueous solutions containing small quantities of a polymeric additive.

The transition from laminar to turbulent flow is delayed in a manner dependent on tube diameter. There is an essential similarity between the behavior of all the liquids. Possible reasons for the observed behavior are discussed and it is suggested that the explanation lies in the presence of varying degrees of elasticity in the liquids used.

Using normal stress data from a jet thrust apparatus, the transition values of various dimensionless groups are evaluated.

The group which gives the most consistent behavior is the inertio-elastic number equivalent to a Reynolds number in which viscous shear stress is replaced by elastic normal stress.

Abstract

On décrit des expériences qui ont trait au démarrage d'un écoulement turbulent dans de très petits tubes capillaires. Les liquides étudiés sont l'eau, l'heptane normal et quatre solutions aqueuses contenant de faibles quantités d'un adjuvant polymère.

La transition de l'écoulement laminaire au turbulent est retardée d'une maniére qui varie avec le diamètre du tube. Le comportement de tous les liquides est essentiellement semblable. On discute les raisons possibles pour expliquer le comportement qu'on observe; il pourrait ětre dǔ au fait que les liquides étudiés possedéraient un élasticité variable.

En utilisant des résultats relatifs à une tension normale qui proviennent d'une expérience sur la poussées par jet, on détermine approximativement les valeurs de transition de divers groupes sans dimensions.

Le groupe qui se comporte de la manière la plus consistante est le nombre d'inertie élastique lequel équivaut à un nombre de Reynolds où par une contrainte élastique normale.

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