Numéro |
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 16, Numéro 9, septembre 1981
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Page(s) | 523 - 527 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/rphysap:01981001609052300 |
DOI: 10.1051/rphysap:01981001609052300
Comportement non newtonien des suspensions de particules browniennes
P. Mills, P. Snabre et D. QuemadaLaboratoire de Biorhéologie et d'Hydrodynamique Physiologique , U.E.R. de Physique, Université Paris V, 2, place Jussieu 75251 Paris Cedex 05, France
Abstract
Expérimental results related to the apparent viscosity of hard sphere dispersions, with a sphere radius below one micron, versus shear rate reveal the non newtonian behaviour of such dispersions. The system behaves as a shear thinning fluid ; the sharper this effect, the more concentrated the dispersion. In this paper, the apparent viscosity increase in the low shear range is supposed to be connected to the différence, due to brownian motion, between the particle microrotation and the local fluid vorticity. Theoretical expression of the apparent viscosity is then expressed versus shear viscosity, rotation viscosity, and reduced shear stress. This expression coincides very well with an empirical expression used up to now to fit experimental data.
Résumé
Les résultats expérimentaux concernant la viscosité apparente de suspensions de sphères dures, de rayon inférieur au micron, en fonction du taux de cisaillement, mettent en évidence le caractère non newtonien de telles suspensions. La viscosité apparente décroît avec le taux de cisaillement, et cet effet est d'autant plus marqué que la suspension est concentrée. Dans cet article, nous supposons que le mécanisme responsable de l'augmentation de la viscosité apparente pour de faibles valeurs du taux de cisaillement est l'écart, dû au mouvement brownien, entre la microrotation des particules et la vorticité locale du fluide. L'expression théorique de la viscosité apparente, pour une concentration donnée, s'exprime alors en fonction de la viscosité de cisaillement, de la viscosité de rotation et d'une contrainte réduite. Elle coîncide remarquablement avec une expression empirique, antérieurement proposée, afin d'ajuster les résultats expérimentaux.
0540 - Fluctuation phenomena, random processes, and Brownian motion.
3620C - Macromolecular conformation statistics and dynamics.
4730 - Rotational flow, vortices, buoyancy and other flows involving body forces.
4750 - Non Newtonian dynamics.
4755K - Multiphase flows.
8270D - Colloids.
8270K - Emulsions and suspensions.
Key words
Brownian motion -- colloids -- macromolecular dynamics -- non Newtonian fluids -- suspensions -- viscosity -- vortices -- hard sphere dispersion viscosity -- colloidal suspension -- macromolecular solutions -- Brownian particles suspensions -- shear thinning fluid -- particle microrotation -- local fluid vorticity -- shear viscosity -- rotation viscosity -- shear stress -- empirical expression