Demixing effects in laminar shearing flows: A practically useful approach

Authors


Abstract

The phenomena of shear-induced agglomeration and shear-induced migration in a non- colloidal particulate suspension were examined in different flow fields. The shear flow of a model suspension consisting of spherical glass beads in an aqueous corn syrup with added surfactant was studied in homogeneous and non-homogeneous flow fields (cone-and-plate, parallel plate and laminar flow in a tube). It was found that there was a rapid increase in the average agglomerate size followed by leveling off at long times resulting in an equilibrium particle size. This equilibrium particle size was found to be a strong function of the applied shear rate. It was further found that agglomerate data from the different flow fields superposed well, and, at least in the range of solid volume fractions considered, particle migration was negligible. This work provides a simple technique for quantifying demixing in laboratory experiments and applying the results to industrially relevant situations.

Abstract

Les phénomènes d'agglomération et de migration induites par cisaillement dans une suspension de particules non colloïdales ont été examinés dans différents champs d'écoulement. L'écoulement de cisaillement d'un modèle de suspension de billes de verre dans du sirop de maïs aqueux additionné de surfactant, a été étudié dans des champs d'écoulement homogènes et non homogènes (cǒne et plaque, plaques parallèles et écoulement laminaire dans un tube). On a trouvé qu'il y avait une augmentation rapide dans la taille d'agglomérats moyenne, suivie d'un nivellement après un moment assez long aboutissant à une taille de particules à l'équilibre. Cette taille de particules à l'équilibre s'est avérée ětre une forte fonction de la vitesse de cisaillement appliquée. Par ailleurs, on a trouvé que les données d'agglomérats des différents champs d'écoulement se superposaient bien et que, au moins dans la gamme des fractions volumiques considérée, la migration des particules était négligeable. Ce travail fournit une technique simple pour quantifier le démixage dans des expériences de laboratoire et appliquer les résultats à des situations utiles à l'industrie.

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