Rheological properties of high filled suspensions
Yüksek yoğunluktaki suspansiyonların reolojik özellikleri
- Tez No: 56762
- Danışmanlar: PROF. DR. ÜLKÜ YILMAZER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Reoloji, Paralel disk, Kayma oluşması, Katı-sıvı Süspansiyonları. -vu, Reolojik özellikler, Süspansiyon, Rheology, Parallel disk, Slip effects, Solid-liquid Suspensions. -iv, Rheologic properties, Suspension
- Yıl: 1996
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Konsantre süspansiyonların işlendiği imalat prosesleri, bu süspansiyonların temel reolojik davranışlarının bilinmesini ve kontrolünü gerektirir. Bu malzemelerin dökülmesi, karıştırılması ve aktarılması genellikle viskozitenin kesme hızına, partikül konsantrasyonuna ve partikül boyutuna göre değişiminin bilinmesini gerektirir. Bu çalışmada yüksek yoğunluktaki süspansiyonların reolojik karekterizasyonu, Newtonyen bir sıvı (Hydroxyl-terminated-polybutadiene), HTPB, ve iki farkh boyuttaki alüminyum tozunu ( hacımsal ortalama partikül çapları: 10.40pm ve 5.03um ) hacım olarak %30 ve üzerinde kullanarak, ayrıca cam küreleri ( hacımsal ortalama partikül çaplan: 150 um ve 45.94um) hacmi olarak %50 ve üzerinde kullanarak HAAKE paralel disk reometresi ile yapılmıştır. Çalışmada -v-reometre duvarlarında kayma(slip) oluşmasının incelenmesine ağırlık verilmiştir. Duvarda kayma etkilerini düzeltmek ve kayma hızım kesme gerilimine göre elde etmek için deneyler çeşitli disk aralıkları kullanılarak yapılmıştır. Böylece katı miktarının, partikül boyutlarının ve sıcaklığın, kayma hızı, kayma katmam kalınlığı ve gerçek viskozite üzerindeki etkileri gözlemlenmiştir. Ortalama çaplan 5. 03 um olan alüminyum süspansiyonları hacım olarak %50' lik konsantrasyonlara kadar reometre duvarlarında herhangi bir kayma göstermemiştir. Diğer partiküllerin süspansiyonları ise azami katı alma oranlarına yakın konsantrasyonlarda duvarda kayma göstermiştir. Bu süspansiyonlarda, kayma hızı kesme gerilimi ile lineer bir artış göstermiş ve sabit kesme geriliminde kayma hızı sıcaklığın artması ile birlikte artmıştır. Deneysel bulgular süspansiyonun kayma katmam kalınlığını ve gerçek viskosite davranışını açıklığa kavuşturmuştur. Kayma katmam kalınlığı partiküllerin çaplan arttıkça artmış ve kayma katmanının çoğu durumda sıcaklıktan bağımsız olduğu görülmüştür. Belli bir (dolgu miktarı /azami katı alma oram), <j)/<J>m, değerine kadar kayma katmam kalınlığı sıfir olmuştur. Ancak bu katman <{>/<l>m değeri anınca aniden yükselmiş, daha sonra ise ty$m değerine göre azalma göstermiştir. Süspansiyonların viskozitesi sıcaklık ile azalmış ve kan madde konsantrasyonu ile artmıştır. Hacım olarak yüzde 40'ın üzerinde katı madde içeren alüminyum suspansiyonları ile hacmi olarak %50'nin üzerinde cam küreler içeren süspansiyonlar Newtonyen olmayan bir davranış sergilemişlerdir. Bu süspansiyonlar deney sıcaklığının artması ile azalan akma gerilimi(Yield stress) göstermişlerdir. - ? -vı-Duvarda kayma göstermeyen süspansiyonlarda, viskozite, partikül boyutunun azalması ile aitmiş, fakat süspansiyon duvarda kayma gösterdiğinde, tersi bir oluşum gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Manufacturing processes in which concentrated suspensions are handled, require understanding and control of the basic theological behavior of these suspensions. The casting, mixing, and transfer of such materials generally require knowledge of the variation of viscosity with the shear rate as well as with concentration and particle size. m this study, the rheological characterization of highly filled suspensions consisting of a Newtonian matrix (Hydroxyl-terminated-polybutadiene), HTPB, mixed with two different sizes of aluminum powder (the volumetric mean particle diameters: 10.40[im and 5.03|im) 30% and above by volume and two different sizes of glass beads (the volumetric mean particle diameters: 150.0jxm and 45.94jim) 50% and above by volume was performed employing a HAAKE parallel disk rheometer -Hi-with emphasis on the wall slip phenomenon. In order to correct for wall slip effects and obtain the slip velocity versus shear stress information, the experiments were done using multiple gap separations. Then the effects of the solid content, particle size and the temperature on the slip velocity, slip layer thickness and true viscosity were investigated Suspensions of aluminum with mean diameter of 5.03umti did not show slip at any concentration up to 50% by volume. Suspensions of the other particles exhibited slip at the wall at concentrations close to their maximum packing fraction. In these suspensions, the slip velocity increased linearly with the shear stress, and at constant shear stress, the slip velocity increased with increasing temperature. The experimental findings were further elucidated to determine the slip layer thickness and the true viscosity behavior of the suspensions.The slip layer thickness increased with increasing size of the particles and in most cases was found to be independent of temperature. Up to a certain value of ( filler content / maximum packing fraction), 4>/<bm, the slip layer thickness was zero, but it suddenly increased and then decreased with increasing <t>/4>m.The viscosity of the suspensions decreased with the temperature and increased with the filler content The suspensions of aluminum particles above 40% filler content by volume and suspensions of glass beads above 50% filler content by volume showed Non-Newtonian behavior and also exhibited yield stress which was found to decrease with increasing temperature. In suspensions which did not show slip at the wall, viscosity increased with decreasing particle size of the fillers, but when the suspension showed slip at the wall opposite trends were observed.
Benzer Tezler
- Pompa betonlarında işlenebilirliğin harç fazının reolijisine dayanarak belirlenmesi
Estimation of the pumpability of concretes from the mortar phase rheology
KEMAL TUŞAT YÜCEL
Doktora
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiYapı Malzemesi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. SÜHEYL AKMAN
- Plastik enjeksiyon kalıplarının tasarımı ve üretimi
Başlık çevirisi yok
AHMET RAHMİ ALKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEOMAN KURTAY
- İki paralel levha arasında non-newtonian akışın modellenmesi
Başlık çevirisi yok
GÜRŞAT ALTUN
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiY.DOÇ.DR. MUSTAFA HACIİSMAİLOĞLU
- Tarihi eserlerde kullanılan CaSO4 harç ve sıvalarının incelenmesi
Investigation of historical CaSO4 mortars and plasters
ESRA Z. UZGİL
- Alumina esaslı dökülebilir refrakterlerin geliştirilmesi
Başlık çevirisi yok
ÇAĞATAY DURMUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR ÖZGEN