Flow-induced coalescence: arbitrarily mobile interface model and choice of its parameters

• Autorzy: Fortelný I. , Jůza J.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2015.628

Warianty tytułu

PL

Koalescencja w przepływie: model interfazy o dowolnej ruchliwości i dobór jego parametrów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Coalescence consists of four steps: approach of droplets pair, drainage of the matrix between the droplets, matrix breakup at critical interdroplet distance, and shape relaxation of a new droplet. This communications is based on research of the second coalescence step in systems, where the driving force is a gradient of flow velocities of matrix, while the droplet approach is slowed down by drainage of the matrix film between droplets. We have recently extended the Jeelani and Hartland equation, combining it with the fully mobile interface model, to a model describing the flow-induced coalescence in the whole viscosity range. We have used the arbitrarily mobile interface model (AMI) name to refer to it. The new AMI method is semi empirical and its dimensionless parameters can be determined more precisely by broader comparison with experiment.

PL

Proces koalescencji składa się z czterech etapów: zbliżanie się do siebie pary kropli, rozpływanie się osnowy pomiędzy kroplami, pękanie osnowy przy krytycznej odległości pomiędzy kroplami oraz łączenie kropli i tworzenie nowej jednej kropli. W artykule przedstawiono analizę drugiego etapu koalescencji, gdzie siła napędowa wynika z istnienia gradientu prędkości przepływu osnowy, a zbliżenie się kropel jest spowolnione przez rozpływanie się warstwy osnowy istniejącej pomiędzy kroplami. W ramach przedstawionej pracy rozszerzono równanie Jeelaniego i Hartlanda, łącząc je z modelem w pełni ruchliwej interfazy (FMI); otrzymano model opisujący koalescencję wywołaną przepływem w całym zakresie lepkości, co określono jako model o dowolnej ruchliwości interfazy (Arbitrarily mobile interface model, AMI). Analizowano wpływ doboru parametrów a i b modelu AMI, dla trzech wartości stosunku lepkości kropel do lepkości osnowy w przepływie ścinającym, na prawdopodobieństwo wystąpienia koalescencji (Pc). Nowy model AMI jest półempiryczny, a jego bezwymiarowe parametry a i b mogą być określone z większą dokładnością dzięki porównaniu z danymi doświadczalnymi. Zapewnia on lepszy opis zjawiska koalescencji w całym zakresie stosunku lepkości kropel do lepkości osnowy niż powszechnie stosowane modele. Może też służyć jako dodatkowa korekta modelu opisującego koalescencję mniejszych kropli o małej lepkości.

Słowa kluczowe

EN

flow-induced coalescence; polymer blends; interface mobility; arbitrarily mobile interface

PL

koalescencja w przepływie; mieszaniny polimerowe; ruchliwość interfazy; interfaza o dowolnej ruchliwości

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 60, nr 10
• Strony: 628--635
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Fortelný I.

• Institute of Macromolecular Chemistry of Academy of Sciences of the Czech Republic, Heyrovského nám. 2, CZ 162 06 Praha 6, Czech Republic

autor

Jůza J.

• Institute of Macromolecular Chemistry of Academy of Sciences of the Czech Republic, Heyrovského nám. 2, CZ 162 06 Praha 6, Czech Republic

Bibliografia

• [1] Chesters A.K.: Chemical Engineering Research and Design: Transactions of the Institution of Chemical Engineers 1991, 69, 259.
• [2] Milner S.T., Xi H.: Journal of Rheology 1996, 40, 663. http://dx.doi.org/10.1122/1.550731
• [3] Elmendorp J.J., Van der Vegt A.K.: Polymer Engineering and Science 1986, 26, 1332. http://dx.doi.org/10.1002/pen.760261908
• [4] Wang H., Zinchenko A.Z., Davis R.H.: Journal of Fluid Mechanics 1994, 265, 161. http://dx.doi.org/10.1017/S0022112094000790
• [5] Janssen J.M.H., Meijer H.E.H.: Polymer Engineering and Science 1995, 35, 1766. http://dx.doi.org/10.1002/pen.760352206
• [6] Fortelný I. in: “Micro- and Nanostructured Multiphase Polymer Blends Systems” (Eds. Harrats C., Thomas S., Groeninckx G.), Taylor and Francis, Boca Raton 2006, p. 43. http://dx.doi.org/10.1201/9781420026542.ch2
• [7] Janssen J.M.H.: “Dynamics of liquid–liquid mixing”, PhD Thesis, Eindhoven University of Technology, The Netherlands, 1993.
• [8] Jeelani S.A.K., Hartland S.: Journal of Colloid Interface Science 1994, 164, 296. http://dx.doi.org/10.1006/jcis.1994.1171
• [9] Fortelný I., Jùza J.: Colloid and Polymer Science 2013, 291, 1863. http://dx.doi.org/10.1007/s00396-013-2917-x
• [10] Macosko C. W.: “Rheology: Principles, Measurements and Application”, Wiley-VCH, New York 1994.
• [11] Fortelný I., ivný A.: Rheologica Acta 2003, 42, 454. http://dx.doi.org/10.1007/s00397-003-0300-4
• [12] Nir A., Acrivos A.: Journal of Fluid Mechanics 1973, 59, 209. http://dx.doi.org/10.1017/S0022112073001527
• [13] Fortelný I., Jùza J.: Journal of Rheology 2012, 56, 1393. http://dx.doi.org/10.1122/1.4739930
• [14] Zhang X., Davis R.H.: Journal of Fluid Mechanics 1991, 230, 479. http://dx.doi.org/10.1017/S0022112091000861
• [15] Fortelný I., ivný A.: Polymer 1995, 36, 4113. http://dx.doi.org/10.1016/0032-3861(95)90992-B
• [16] Rother M.A., Davis R.H.: Physics of Fluids 2001, 13, 1178. http://dx.doi.org/10.1063/1.1358871