The rheology of three-phase suspensions at low bubble capillary number.
The rheology of three-phase suspensions at low bubble capillary number.
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DOI：
10.1098/rspa.2014.0557
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发表时间：
2015-01-08
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Mader HM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Truby JM;Mueller SP;Llewellin EW;Mader HM
我们开发了一个模型的牛顿流体中的气泡和颗粒的三相悬浮液进行稳定流动的流变学。我们采用了一种“有效介质”的方法，其中的气泡液体被视为一个连续的介质，悬浮的颗粒。所得到的三相模型结合了气泡悬浮液流变学和颗粒悬浮液流变学的单独两相模型，这些模型取自文献。该模型对新的实验数据进行了验证的气泡和球形颗粒的三相悬浮液，收集在低气泡毛细管数制度。在颗粒体积分数（）和气泡体积分数（）的实验范围内发现了良好的一致性。与模型预测一致，实验结果表明，在低毛细作用下向稀颗粒悬浮液中添加气泡会增加其粘度，而向浓颗粒悬浮液中添加气泡会降低其粘度。该模型考虑了颗粒的各向异性，并且很容易扩展到考虑可变的毛细作用，但尚未在这些情况下进行实验验证。
We develop a model for the rheology of a three-phase suspension of bubbles and particles in a Newtonian liquid undergoing steady flow. We adopt an ‘effective-medium’ approach in which the bubbly liquid is treated as a continuous medium which suspends the particles. The resulting three-phase model combines separate two-phase models for bubble suspension rheology and particle suspension rheology, which are taken from the literature. The model is validated against new experimental data for three-phase suspensions of bubbles and spherical particles, collected in the low bubble capillary number regime. Good agreement is found across the experimental range of particle volume fraction () and bubble volume fraction (). Consistent with model predictions, experimental results demonstrate that adding bubbles to a dilute particle suspension at low capillarity increases its viscosity, while adding bubbles to a concentrated particle suspension decreases its viscosity. The model accounts for particle anisometry and is easily extended to account for variable capillarity, but has not been experimentally validated for these cases.
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作者：
Donev, A;Cisse, I;Chaikin, PM
通讯作者：
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