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J. Phys. II France
Volume 6, Numéro 7, July 1996
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| Page(s) | 1091 - 1098 | |
| DOI | https://doi.org/10.1051/jp2:1996117 | |
J. Phys. II France 6 (1996) 1091-1098
Dynamic Viscosity of Non-Brownian Suspensions in Poiseuille Flow
Patrick Rigord1, Elisabeth Charlaix1 and Luc Petit1, 21 Laboratoire de Physique URA 1325 CNRS, École Normale Supérieure de Lyon, 46 allée d'Italie, 69364 Lyon Cedex 07, France
2 Laboratoire de Physique de la Matière Condensée URA 190 CNRS, Université de Nice, Parc Valrose, 06108 Nice Cedex 2, France
(Received 31 July 1995, received 2 January 1996, accepted 10 April 1996)
Abstract
We have performed dynamic measurements of viscosity and shear modulus on suspensions of non-Brownian
hard spheres (polystyrene spheres of 83
m in diameter) subjected to an oscillating flow in a
tube (frequency from 0.1 Hz up to 80 Hz). The first results show a shear thinning behaviour for
particle volume fractions greater than about 30%. For the same range of volume fraction, appears an
imaginary part of the complex viscosity, which varies with the frequency as
f-1. This allows us
to measure the shear modulus of the suspension which appears to be constant in the domain of
frequency investigated. We propose a first interpretation of these results based on the diffusive
motion of the spheres induced by the flow (hydrodynamic diffusion).
Résumé
Nous avons réalisé des mesures de viscosité et de module de cisaillement de suspensions de
sphères dures non browniennes (sphères de polystyrène de 83
m de diamètre) en
écoulement dans un tube sous l'effet d'un gradient de pression oscillant (fréquence de 0,1 Hz
à 80 Hz). Les premiers résultats montrent un comportement rhéofluidifiant pour des valeurs de
la concentration volumique en particules suffisamment importantes (supérieures à environ 30%).
Dans le même temps, il apparaît une composante complexe de la viscosité dont la dépendance
en (
1/f) avec la fréquence
f nous permet de déterminer le module de cisaillement de la
suspension. Ce module apparaît constant dans le domaine de fréquence étudie. Nous proposons
une première interprétation de ces résultats à partir de l'existence d'un phénomène de
diffusion des particules induite par l'écoulement (diffusion hydrodynamique).
© Les Editions de Physique 1996