The Yield Stress of Gas/Liquid/Fibre Suspensions

Authors

  • Johan Pettersson,

    1. Department of Chemical Engineering and Environmental Science, Chalmers University of Technology, SE-412 96 Gothenburg, Sweden
    Search for more papers by this author
  • Anders Rasmuson

    Corresponding author
    1. Department of Chemical Engineering and Environmental Science, Chalmers University of Technology, SE-412 96 Gothenburg, Sweden
    • Department of Chemical Engineering and Environmental Science, Chalmers University of Technology, SE-412 96 Gothenburg, Sweden
    Search for more papers by this author

Abstract

Yield stress measurements of gas/liquid/fibre suspensions, were conducted to examine the effect of gas concentration as well as fibre concentration. Obtaining a well mixed stable pulp suspension with gas was difficult. A transparent model system consisting of glass fibres submersed in refractive index matched liquid gave stable suspensions and had the additional advantage of allowing visual observations. The measurements were performed in a baffled shear tester and concentrations were in the range of 0–12.5% vol. gas and 8–14% wt. fibres. Results show that yield stress decreases with increasing gas fraction for constant fibre concentrations. Since the fibre concentration is defined in the liquid phase, the amount of fibres decreases with increasing gas concentration. This fact alone partly explains the decrease in yield stress, but the gas also has a direct impact on the decrease in yield stress. Further, as expected, the yield stress increases with increasing fibre concentrations when the gas fraction is kept constant.

Abstract

Des mesures de contrainte de seuil de suspensions gaz/liquide/fibres, ont été effectuées afin d'examiner l'effet de la concentration de gaz et de la concentration de fibres. Il est difficile d'obtenir une suspension de pâte stable bien mélangée. Un système modèle transparent consistant en des fibres de verre submergées dans un liquide ayant le même indice de réfraction donne des suspensions stables et présente l'avantage supplémentaire de permettre des observations visuelles. Les mesures ont été effectuées dans un appareil de test de contrainte à chicanes et les concentrations sont dans la gamme de 0-12,5% en gaz volumique et de 8-14% en poids de fibres. Les résultats montrent que la contrainte seuil diminue avec l'augmentation de la fraction de gaz pour des concentrations de fibres constantes. Puisque la concentration de fibres est définie dans la phase liquide, la quantité de fibres diminue avec l'augmentation de la concentration de gaz. Ce seul fait explique en partie la diminution de la contrainte seuil, mais le gaz également a un impact direct sur la diminution de la contrainte seuil. En outre, comme prévu, la contrainte seuil augmente avec l'augmentation des concentrations de fibres lorsque la fraction de gaz est maintenue constante.

Ancillary