擬塑性流体を分散媒とするサスペンションへのダイラタンシーモデルの適用性 Applicability of the Dilatancy Model to Suspensions in Shear-thinning Medium

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著者

    • 大川原 真一 OOKAWARA SHINICHI
    • 東京工業大学大学院理工学研究科 化学工学専攻 Department of Chemical Engineering, Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology
    • 小川 浩平 OGAWA KOHEI
    • 東京工業大学大学院理工学研究科 化学工学専攻 Department of Chemical Engineering, Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology

抄録

粒子衝突に起因して運動量流束が増加するダイラタンシーモデル(Ookawara and Ogawa, 2000)の,擬塑性流体を分散媒とするサスペンションへの適用性を実験的に検討した.分散媒として濃度0.04,0.06,0.08,0.10wt%のポリアクリルアミド水溶液を調製した.各分散媒は勇断速度100–1,000s<sup>− 1</sup>の範囲において指数則モデルを適用可能で,それらの指数はそれぞれ0.804,0.759,0.730,0.697であった.各分散媒に平均粒径7µm,比重1.19のポリメチルメタクリレート粒子を10,20,30vol%で分散させたサスペンションを調製した.各サスペンションの流動特性は粒子濃度の増加につれてニュートン流体に近づくのみならず,指数則モデルが適用できなくなることを確認した.そこで,サスペンションの相対粘度を粒子体積分率の多項式で表す古典的サスペンション粘度式と,上記ダイラタンシーモデルを併せて適用することを試みた.本研究の実験範囲においては,粒子体積分率の2次式とダイラタンシーモデルを併用することにより,各分散媒の流動曲線と粒子濃度からサスペンションの流動曲線を定量的に予測可能であることが示された.

The Applicability of the dilatancy model (Ookawara and Ogawa, 2000), which is based on the assumption that momentum flux is increased by particle collision, to suspensions in shear-thinning medium was examined experimentally. Aqueous solutions of 0.04, 0.06, 0.08 and 0.10 wt% polyacrylamide were prepared as suspending media. It was confirmed that these media showed shear-thinning properties and could be expressed by a power-law model in the shear rate range of 100–1,000 s<sup>− 1</sup>. The indices of the model were 0.804, 0.759, 0.730, and 0.697, respectively. Suspensions of 10, 20 and 30 vol% polymethylmethacrylate particles, whose average diameter is 7 µm and density is 1,190 kg/m<sup>3</sup>, were prepared in these media. It was shown that the flow curves of these suspensions approached Newtonian with the increase of particle concentration and power-law model could not be applied. Therefore, the simultaneous application of classical suspension viscosity equation and the dilatancy model to these suspensions was examined. It was shown that a polynomial of degree 2 of the volume fraction and the dilatancy model could predict the flow curves of suspensions from the flow curves of media and particle concentrations.

収録刊行物

  • 化学工学論文集

    化学工学論文集 29(5), 714-717, 2003-09-20

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  6件中 1-6件 を表示

各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10013411540
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    NOT
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    6715416
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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