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Keywords:

  • capillary flow;
  • surface effects;
  • polymer adsorption;
  • effective slip;
  • surface treatment

Abstract

Evaluations of apparent slip and polymer adsorption are reported for laminar capillary flow of dilute aqueous solutions of the three homologues WSR 301, Coagulant and FRA of Polyox. Measurements were carried out using glass tubes coated with a silane compound (dimethyldiethoxysilane) as well as for the untreated glass tubes. The results indicate that flow enhancement is dominant at the very low polymer concentrations and flow retardation is dominant at the higher concentrations comprising the polymer concentration range investigated. A transition from a positive to a negative effective velocity at the wall was observed with increasing polymer concentration.

A new analysis was applied to separate the contributions of polymer adsorption and slip in the evaluation of the effective velocity at the wall. Effective hydrodynamic thicknesses of the adsorbed polymer layers are presented as a function of the polymer molar mass and concentration and the wall shear stress. The thickness of the adsorbed layer at zero shear was also evaluated from the capillary flow data.

On a évalué le glissement apparent et ľadsorption de polymère pour un écoulement capillaire laminaire de solutions aqueuses diluées des trois homologues du polyox, le WSR 301, le Coagulant et le FRA. Des mesures ont été effectuées avec des tubes de verre enduits ďun composé de silane (diméthyldiéthoxysilane) et des tubes de verre non traités. Les résultats indiquent que ľamélioration de ľécoulement est prédominant aux très faibles concentrations de polymère alors que c'est son ralentissement qui domine aux concentrations élevées dans la gamme de concentrations de polymères étudiée. On a observé une transition ďune vitesse effective positive à une vitesse négative à la paroi avec ľaugmenta-tion de la concentration de polymère.

On a procédé a une nouvelle analyse afin de séparer les contributions de ľadsorption de polymère et du glissement dans ľévaluation de la vitesse effective à la paroi. Les épaisseurs hydrodynamiques effectives des couches de polymère adsorbées sont présentées en fonction de la masse molaire et de la concentration de polymère ainsi que de la contrainte de cisaillement à la paroi. Ľépaisseur de la couche absorbée à cisaillement nul a également été évaluée à partir des données ďécoulement capillaire.