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Thixotropy in macroscopic suspensions of spheres

URN zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: urn:nbn:de:bvb:703-epub-4027-2

Titelangaben

Völtz, Camilla ; Nitschke, M. ; Heymann, Lutz ; Rehberg, Ingo:
Thixotropy in macroscopic suspensions of spheres.
In: Physical Review E. Bd. 65 (2002) . - no. 051402.
ISSN 1550-2376
DOI der Verlagsversion: https://doi.org/10.1103/PhysRevE.65.051402

Abstract

An experimental study of the viscosity of a macroscopic suspension, i.e., a suspension for which Brownian motion can be neglected, under steady shear is presented. The suspension is prepared with a high packing fraction and is density matched in a Newtonian carrier fluid. The viscosity of the suspension depends on the shear rate and the time of shearing. It is shown that a macroscopic suspension shows thixotropic viscosity, i.e., shear thinning with a long relaxation time as a unique function of shear. The relaxation times show a systematic decrease with increasing shear rate. These relaxation times are larger when decreasing the shear rates, compared to those observed after increasing the shear. The time scales involved are about 10000 times larger than the viscous time scale τvisc=a2/ν and about 1000 times smaller than the thermodynamic time scale τtherm=Pe/˙γ. (a is the gap width of the viscometer, ν is the kinematic viscosity, Pe=6πη˙γτ)3/(kBT) is the Péclet number and ˙γ is the shear rate.) The structure of the suspension at the outer cylinder of a viscometer is monitored with a camera, showing the formation of a hexagonal structure. The temporal decrease of the viscosity under shear coincides with the formation of this hexagonal pattern.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Keywords: Shear rate dependent viscosity; Shear rate dependent structure (shear thinning and shear thickening); Emulsions and suspensions; Non-Newtonian fluid flows.
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Lehrstuhl Experimentalphysik V
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Ehemalige ProfessorInnen > Lehrstuhl Experimentalphysik V - Univ.-Prof. Dr. Ingo Rehberg
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Sprache: Englisch
Titel an der UBT entstanden: Ja
URN: urn:nbn:de:bvb:703-epub-4027-2
Eingestellt am: 19 Feb 2019 09:35
Letzte Änderung: 06 Jul 2020 10:43
URI: https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/4027

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