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Keywords:

  • chains of spheres;
  • clusters of spheres;
  • drag;
  • Stokes flow

Abstract

New experimental data on the free settling velocity of straight chains (up to twenty spheres) and planar clusters of touching spheres in Newionian and power law media are reported. The results embrace the following ranges of conditions: 0.65 ≤ n ≤ 1; Re < - 2.5 and 1.22 < m < 48.87 Pa·sn. The straight chain drag measurements are in line with theoretical predictions for Newtonian fluids. The present results in power law fluids seem to suggest that it is possible to express the drag on a straight chain of spheres in terms of that on a single sphere of equal volume. Limited results with planar clusters are satisfactorily correlated using a volume equivalent sphere diameter.

On présente de nouvelles données expérimentales sur la vitesse de chute libre de chaǐnes droites (jusqu'à vingt sphères) et d'agglomérats planaires de sphères en contact dans des milieux newtoniens et pseudoplastiqiues (loi de puissance). Les résultats sont obtenus dans les conditions suivantes: 0,65 ≤ n ≤ 1; Re ≤ - 2,5; et 1,22 ≤ m ≤ 48,87 Pa·sn. Les mesures de trainée des chaǐnes droites concordent avec les prédictions théoriques pour les fluides newtoniens. Les résultats présentés ici pour les fluides de loi de puissance laissent croire qu'il serait possible d'exprimer la traǐnée sur une chaǐne de sphères droite en termes de traǐnée sur une sphère unique de volume égal. Les quelques résultats obtenus sur les agglormérats planiares sont corrélés de manière satisfaisante par un diamètre de sphère de volume équivalent.