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Zur Bestimmung rheologischer Parameter viskoelastischer Flüssigkeiten mit Hilfe eines Kugel-Kugel-Rheometers

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Rheologica Acta Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Wird eine viskoelastische Flüssigkeit in einem konzentrischen Kugel-Kugel-Raum durch Rotation einer Kugel beansprucht, so ermöglicht eine Analyse der Antriebsmoment- und Druckverteilungskennlinie die Bestimmung rheologischer Parameter. Insbesondere zeigen die Ergebnisse, daß der in den konventionellen Meßapparaten nur ungenau dargestellte Bereich der Anfangsbeanspruchung durch geeignete Wahl von Spaltweite und Durchmesserverhältnis erfaßt werden kann.

Summary

Visco-elastic liquids will be stressed in a concentric space between a sphere and a hollow sphere by rotation of one of the spheres. By analysis of the torque- and wall-pressure-characteristics it is possible to determine rheological parameters. In this paper it is shown how to measure the dynamic viscosity and the relaxation times in the range of initial shear-strain in a sphere-sphere-rheometer.

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Abbreviations

a :

isotroper Druckanteil

f i (δ) :

Geometriefunktionen

g :

Erdbeschleunigung

h i ,λ i :

Normalspannungsparameter

k, m :

Fließkurvenparameter des Potenzgesetzes

n :

Drehfrequenz der Innenkugel

p w :

Wanddruck

\(\hat p_w \) :

reduzierter Wanddruck

p 0 :

Außendruck

r, ϑ, ϕ :

Kugelkoordinaten

t 0,t 0i :

Anfangsrelaxationszeiten

v :

Geschwindigkeitsvektor

A, C :

Fließkurvenparameter des Polynomgesetzes

M :

Antriebsmoment

M i :

Drehmomentanteile

R :

Radius der Innenkugel

R G :

Radius der Hohlkugel

α i :

Stoffkonstanten der rheologischen Zustandsfunktion

\(\dot \gamma \) :

Schergradient

δ :

RadienverhältnisR/R G

η :

variable dynamische Viskosität

η 0 :

Anfangsviskosität

ξ :

Proportionalitätsfaktor

ρ :

Dichte

σ I ,σ II ,τ :

Viskosimeterfunktionen

ω :

Kreisfrequenz der Innenkugel

D :

Deformationsgeschwindigkeitstensor

I :

Einheitstensor

W :

Rotationstensor

σ :

Spannungstensor

\(\mathop D\limits^{(n)} \) :

korotationale zeitliche Ableitung des Deformationsgeschwindigkeitstensors (n-te Ableitung)

∇ :

Nablaoperator

Literatur

  1. v. Brachel, H. undP. Schümmer Rheol. Acta12, 35–40 (1973).

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  2. v. Brachel, H. undP. Schümmer CIT45, 693–698 (1973).

    Google Scholar 

  3. v. Brachel, H. undP. Schümmer Rheol. Acta14, 219–224 (1975).

    Google Scholar 

  4. Kuo, Y. andR. I. Tanner Rheol. Acta13, 443–456 (1974).

    Google Scholar 

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Authors and Affiliations

  1. Inst. für Verfahrenstechnik, RWTH, Turmstr. 46, D-5100, Aachen, BRD

    P. Schümmer & R. H. Worthoff

Authors
  1. P. Schümmer
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  2. R. H. Worthoff
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Additional information

Vorgetragen auf der Jahrestagung der Deutschen Rheologen vom 28.–30. April 1975 in Berlin.

Mit 4 Abbildungen und 1 Tabelle

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Schümmer, P., Worthoff, R.H. Zur Bestimmung rheologischer Parameter viskoelastischer Flüssigkeiten mit Hilfe eines Kugel-Kugel-Rheometers. Rheol Acta 15, 1–7 (1976). https://doi.org/10.1007/BF01538511

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF01538511

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