ISSN:
1435-1528
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
,
Physics
Description / Table of Contents:
Summary In continuation of a preceding investigation of non-linear effects in viscoelastic flow through dies three different phenomena are analyzed: First it is shown that air bubbles and solid particles, suspended in such fluids, in many cases do not pass through the die, but migrate laterally and accumulate in the neighbouring circulation zones. This effect is explained by the inhomogeneity of the stress field in the inflow area. Subsequently the “haze”, first observed byMetzner et al. in the inflow zone with solutions of long-chain polymers, is studied particularly, and it is shown that its intensity does not depend on pressure at the outflow side. Hereby the suggestion that this haze should be a degassing phenomenon due to local pressure reduction below atmospheric is shown to be maintainable no longer, and it is pointed out as being very likely to originate from a reversible aggregation of parallelized, elongated chain molecules. Finally, discharge out of holes into a fluid reservoir is studied. In contradiction to certain theoretical predictions, a flow everywhere directed outwards and monotonously decreasing from the midst to the walls with no circulation areas at all is observed which only deviates from slowNewtonian, flow by some curvature of stream lines near the outlet. With high flow rates, however, a transition occurs into a quite different flow type (“tree-like outflow”) which is characteristically divergent from instability phenomena inNewtonian fluids but corresponds to “onion slide-down” in free jets. This is also explained by aggregation before entering the die and its finite decay time. It is elucidated why approximation theory, which provides reasonable predictions for inflow, must fail for discharge flow.
Notes:
Zusammenfassung In Fortsetzung einer vorangegangenen Untersuchung über nicht-lineare Effekte beim Strömen viskoelastischer Flüssigkeiten durch Düsen werden drei verschiedene Phänomene behandelt: Zuerst wird gezeigt, daß Luftblasen und Feststoffteilchen, die in solchen Flüssigkeiten suspendiert sind in vielen Fällen nicht durch die Düse hindurchgehen. sondern seitlich auswandern und sich in den Zirkularströmungszonen anreichern. Dieser Effekt wird durch die Inhomogenität des Spannungsfeldes im Einströmbereich gedeutet. Anschließend wird die zuerst vonMetzner u. Mitarb. an Lösungen sehr hochmolekularer Polymerer beim Einströmen beobachtete Trübung genauer analysiert und insbesondere gezeigt, daß diese nicht vom Druck an der Auslaufseite abhängt. Hierdurch wird die Vermutung, daß es sich um einen Entgasungseffekt infolge lokalen Unterdrucks handeln könnte, als unhaltbar erwiesen, und es wird wahrscheinlich gemacht, daß die Ursache in einer reversiblen Aggregation der parallel gerichteten, gestreckten Molekülketten zu suchen ist. Endlich wird die Ausströmung aus Lochdüsen in ein Flüssigkeitsreservoir hinein untersucht. Im Widerspruch zu gewissen theoretischen Voraussagen beobachtet man hier keine Zirkulationszonen, sondern eine überall auswärts gerichtete, von der Mitte zum Rand hin monoton abnehmende Strömung, die — abgesehen von einer Krümmung der Stromlinien in unmittelbarer Nähe der Düsenöffnung — nur wenig von der schleichenden Strömung einerNewtonschen Flüssigkeit abweicht. Bei hohen Durchsätzen tritt allerdings ein von den Instabilitätsphänomenen inNewtonschen Flüssigkeiten wesentlich verschiedener Umschlag in eine ganz andere Strömungsform (‚'bäumchenartige Strömung“) auf, die der bei Freistrahlen beobachteten ‚'Zwiebelablösung“ korrespondiert. Diese wird ebenfalls durch die vor der Düse gebildeten Aggregationen und deren endliche Zerfallszeit gedeutet. Es wird einsichtig gemacht, warum die Approximationstheorie, welche für Einlaufströmungen durchaus vernünftige Voraussagen liefert, für Auslaufströmungen versagen muß.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF01973972
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