Non-Newtonian thin films: Theory and experiment

Authors

  • Nicholas D. Sylvester,

    1. Department of Chemical Engineering, University of Notre Dame, Notre Dame, Indiana 46556, U. S. A.
    Current affiliation:
    1. Department of Chemical Engineering, University of Tulsa, Tulsa, Oklahoma 74104, U. S. A.
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  • James S. Tyler,

    1. Department of Chemical Engineering, University of Notre Dame, Notre Dame, Indiana 46556, U. S. A.
    Current affiliation:
    1. Plas-steel Products, Inc., Walkerton. Indiana 46574, U. S. A.
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  • A. H. P. Skelland

    1. Department of Chemical Engineering, University of Notre Dame, Notre Dame, Indiana 46556, U. S. A.
    Current affiliation:
    1. Department of Chemical Engineering; University of Kentucky, Lexington, Kentucky 40506. U. S. A.
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Abstract

The flow of thin films of Newtonian and non-Newtonian, Power law fluids down a vertical plate was studied in the laminar and wavy flow regimes.

A theoretical development based on the existence of a steady, periodic solution to the equations describing film flow was used to predict the flow characteristics of the film.

Double logarithmic plots of film thickness versus Reynolds number (ReP. L.) were linear, as predicted, up to a ReP. L. = 100. The ratio of surface to average velocity was found to be approximately independent of the Reynolds number at values predicted by a laminar velocity profile. The wavelength of stable waves was found to be independent of the Reynolds number for a given fluid.

Abstract

On a étudié, dans les régimes d̂écoulements laminaires et ondulés, l̂écoulement vers le bas d̂une plaque verticale de pellicules minces de fluides newtoniens ou non et obéissant à la loi de l̂énergie.

On a employé, pour prédire les caractèristiques d̂écoulement des dites pellicules, une théorie nouvelle basée sur l̂existence d̂une solution ferme et périodique des équations qui décrivent l̂écoulement des pellicules.

Comme on l̂avait prévu, les diagrammes logarithmiques doubles montrant l̂épaisseur des pellicules versus le nombre de Reynolds (ReP. L.) se sont avérés linéaires jusqu'à un nombre de Reynolds de 100. On a trouvé que le rapport entre la surface et la vélocité moyenne était approximativement indépendent du nombre de Reynolds pour des valeurs prévues par un profil de vélocité laminaire. On a constaté que la longueur d̂ondes stables était indépendante du nombre de Reynolds pour un fluide donné.

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