Pressurized flow of the Herschel-Bulkley fluid in a clearance between fixed surfaces of revolution

• Autorzy: Walicka A. , Falicki J.

Warianty tytułu

PL

Ciśnieniowy przepływ płynu Herschela-Bulkleya w szczelinie między nieruchomymi powierzchniami obrotowymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Many fluids with microstructure demonstrate viscoplastic behaviours. Results of rheometric measurements indicate that some flows of these fluids may by modelled as the flows of Herschel.Bulkley fluids. In the paper, a flow of a Herschel-Bulkley fluid with a frictional index of non-linearity is considered in a narrow clearance between two fixed surfaces of revolution with a common axis of symmetry. The flow is externally pressurized and the inertia effect is considered. In order to solve this problem, the boundary layer equations are used. The influence of inertia forces on the pressure distribution is examined by the method of averaged inertia terms of the momentum equation. Numerical examples of externally pressurized flows in the clearance between parallel disks and concentric spherical surfaces are presented.

PL

Wiele płynów z mikrostrukturą przejawia zachowanie lepkoplastyczne. Wyniki pomiarów reologicznych wskazują, że niektóre przepływy takich płynów można modelować jako przepływy płynu Herschela-Bulkleya. Rozważano przepływ płynu Herschela-Bulkleya z ułamkowym indeksem nieliniowości w cienkiej szczelinie między dwiema nieruchomymi powierzchniami obrotowymi o wspólnej osi symetrii. Przepływ z uwzględnieniem bezwładności jest wymuszony zewnętrznym działaniem ciśnienia, a do rozwiązania problemu użyto równań warstwy przyściennej. Wpływ sił bezwładności uwzględniono, stosując metodę uśrednionej bezwładności. Przedstawiono przykłady przepływów wymuszonych ciśnieniem zewnętrznym w szczelinie między równoległymi tarczami oraz w szczelinie między współśrodkowymi powierzchniami kulistymi.

Słowa kluczowe

EN

Herschel-Bulkley fluid; viscoplastic behaviour

PL

płyn Herschela-Bulkley'a; zachowanie lepkoplastyczne

• Wydawca: Komitet Inżynierii Chemicznej i Procesowej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Chemical and Process Engineering
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, z. 2
• Strony: 199--215
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz.,

Twórcy

autor

Walicka A.

autor

Falicki J.

• University of Zielona Góra, Department of Mechanics ul. Szafrana 2, P.O. Box 47, 65-516 Zielona Góra, Poland

Bibliografia

• [1] BARNES H.A., HUTTON J.F., WALTERS K., An Introduction to Rheology. Elsevier, Amsterdam, 1989.
• [2] BIRD R.B., ARMSTRONG R.C., HASSAGER O., Dynamic of Polymeric Liquids, Vol. 1, Wiley, New York, 1977.
• [3] BIRD R.B., CURTIS C.F., ARMSTRONG R.C., HASSAGER O., Dynamic of Polymeric Liquids, Vol. 2, Wiley, New York, 1987.
• [4] CASSON N., Rheology of Dispers Systems, C.C. Mills, New York, 1959.
• [5] HEBDA M., WACHAL A., Tribology, WNT, Warszawa, 1980.
• [6] ROUSSEL N., Analyse des écoulements des fluides homogènes complexes et plastiques diphasiques, application à l’essai de compression simple, PhD Thesis, I. N. S. A Rennes, France, 2001.
• [7] TANNER R.I., Engineering Rheology, Oxford University Press, 2000.
• [8] WILCZYŃSKI K., Rheology in Polymer Processing (in Polish), WNT, Warszawa, 2001.
• [9] HEINRICHSON N., On the design of tilting-pad thrusts bearings, Ph.D Thessis, T.H.D, Lyngby, Denmark, 2006.
• [10] FALICKI J., WALICKA A., Int. J. Appl. Mech. Eng., Spec. Iss., ICER 2005, 10, 309.
• [11] FALICKI J., The influence of viscoplastic lubricants on the pressure distributions in the thrust slide bearings (in Polish), ((PhD Thesis, University Press, Zielona Góra, 2007.
• [12] WALICKI E., Rheodynamics of Slide Bearings Lubrication (in Polish), University Press, Zielona Góra, 2005.
• [13] CHANG DAE HAN, Rheology and Processing of Polymeric Materials, Vol. 2, Oxford University Press, 2009.
• [14] CHHABRA R.P., RICHARDSON J.F., Non-Newtonian Flow and Applied Rheology, Butterworth- Heinemann, Oxford, 2008.
• [15] CHHABRA R.P., RICHARDSON J.F., Non-Newtonian Flow in the Process Industries, Butterworth- Heinemann, Oxford, 1999.
• [16] PETROV A.G., J. Appl. Math. Mech., 1998, 62, 565.
• [17] LI Q.B., ANYALEBECHI P.N., Int. J. Heat Mass Transfer, 1995, 38, 2367.
• [18] DAHLE A.K., STJOHN D.H., Acta Mater., 1999, 47, 31.
• [19] MIRZADEH H., NIROUMAND B., J. Mater. Proc. Technol., 2009, 209, 4977.
• [20] WALICKA A., Rotational Flows of the Rheologically Complex Media in Thin Annular Channels (in Russian), University Press, Zielona Góra, 2002.
• [21] WALICKA A., Rheodynamics of Non-Newtonian Fluids Flow in Straight and Curved Channels (in Polish), University Press, Zielona Góra, 2002.
• [22] WALICKA A., App. Mech. Eng., 1999, 4, 341.
• [23] WALICKI E., WALICKA A., FALICKI J., Appl. Mech. Eng., Spec. Issue NCBS ’99, 1999, 4, 99.
• [24] MITSOULIS E., VLACHOPOULOS J., AIChE J., 1985, 31, 1736.
• [25] SCOTT P.S., MIRZA F.A., VLACHOPOULOS J., Comp. Fluids, 1986, 14, 423.
• [26] MITSOULIS E., MATSOUKAS A., J. Non-Newt. Fluid Mech., 2005, 129, 182.
• [27] MATSOUKAS A., MITSOULIS E., Geometry effects in squeeze flow of Bingham plastics, J. Non-Newt. Fluid Mech. 2003, 109, 231.