Skip to main content
Erschienen in: Rheologica Acta 3/2005

01.01.2005

Transient behavior of Boger fluids under extended shear flow in a cone-and-plate rheometer

verfasst von: Verônica M. A. Calado, James M. White, Susan J. Muller

Erschienen in: Rheologica Acta | Ausgabe 3/2005

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Three different dilute solutions of high molecular weight polymers in viscous, binary solvents were used in experiments performed in a cone-and-plate rheometer. The solutions all fall into the class of fluids referred to as “Boger fluids” and were previously used in studies of viscoelastic Taylor-Couette instabilities. Under prolonged shearing in the cone-and-plate geometry, these fluids all exhibited a decrease of the first normal stress growth function N1+(t) from an initial plateau value to a second, lower plateau value. This behavior has been previously observed, but is here reported for widely used polyisobutylene-based Boger fluids for the first time. As in earlier studies (Magda JJ, Lee C-S, Muller SJ, Larson RG (1993) Macromolecules 26:1696–1706; MacDonald M, Muller SJ (1997) J Rheol Acta 36:97–109), the time at which this decrease occurs (the decay time) is much longer than the polymer molecule’s relaxation time. Here, we focus on three issues: 1) the time-temperature superposition of the first normal stress growth function N1+(t), including the decay time and the value of the second plateau, 2) the sample recovery time required to reproduce the initial plateau value of N1+ and the decay time, and 3) the relationship between the time scales for this decay of normal stresses and the onset of viscous heating induced instabilities in the Taylor-Couette geometry. Our results suggest that shear-induced conformational changes, possibly coupled to viscous heating of the sample, may be responsible for the decrease in the first normal stress growth function during prolonged shearing.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
Zurück zum Zitat Al-Mubaiyedh UA, Sureshkumar R, Khomami B (1999) Phys Fluids 11:3217–3226CrossRef Al-Mubaiyedh UA, Sureshkumar R, Khomami B (1999) Phys Fluids 11:3217–3226CrossRef
Zurück zum Zitat Al-Mubaiyedh UA, Sureshkumar R, Khomami B (2000) J Rheol 44:1121–1138CrossRef Al-Mubaiyedh UA, Sureshkumar R, Khomami B (2000) J Rheol 44:1121–1138CrossRef
Zurück zum Zitat Al-Mubaiyedh UA, Sureshkumar R, Khomami B (2002a) J Fluid Mech 462:111–132 Al-Mubaiyedh UA, Sureshkumar R, Khomami B (2002a) J Fluid Mech 462:111–132
Zurück zum Zitat Al-Mubaiyedh UA, Sureshkumar R, Khomami B (2002b) Phys Fluids 14:1056–1064 Al-Mubaiyedh UA, Sureshkumar R, Khomami B (2002b) Phys Fluids 14:1056–1064
Zurück zum Zitat Baumert BM, Muller SJ (1995) Rheol Acta 34:147–159 Baumert BM, Muller SJ (1995) Rheol Acta 34:147–159
Zurück zum Zitat Boger DV (1977) J Non-Newtonian Fluid Mech 3:87 Boger DV (1977) J Non-Newtonian Fluid Mech 3:87
Zurück zum Zitat Boger DV, Mackay ME (1991) J Non-Newtonian Fluid Mech 41:133 Boger DV, Mackay ME (1991) J Non-Newtonian Fluid Mech 41:133
Zurück zum Zitat Incropera FP, DeWitt DP (2001) Fundamentals of heat and mass transfer, 5th edn. Wiley Incropera FP, DeWitt DP (2001) Fundamentals of heat and mass transfer, 5th edn. Wiley
Zurück zum Zitat Larson RG (1988) Constitutive equations for polymer melts and solutions. Butterworths Larson RG (1988) Constitutive equations for polymer melts and solutions. Butterworths
Zurück zum Zitat Larson RG (1992) Rheol Acta 31:213–263 Larson RG (1992) Rheol Acta 31:213–263
Zurück zum Zitat Larson RG, Shaqfeh ESG, Muller SJ (1990) J Fluid Mech 218:573–600 Larson RG, Shaqfeh ESG, Muller SJ (1990) J Fluid Mech 218:573–600
Zurück zum Zitat Larson RG, Muller SJ, Shaqfeh ESG (1994) J Non-Newtonian Fluid Mech 51:195–225 Larson RG, Muller SJ, Shaqfeh ESG (1994) J Non-Newtonian Fluid Mech 51:195–225
Zurück zum Zitat Lide DR (1995) CRC Handbook of chemistry and physics. CRC Press Lide DR (1995) CRC Handbook of chemistry and physics. CRC Press
Zurück zum Zitat MacDonald MJ (1996) Highly elastic polymer solutions under shear: Instabilities, polymer migration, and anomalous rheology. PhD dissertation, University of California, Berkeley, p 183 MacDonald MJ (1996) Highly elastic polymer solutions under shear: Instabilities, polymer migration, and anomalous rheology. PhD dissertation, University of California, Berkeley, p 183
Zurück zum Zitat Magda JJ, Larson RG (1988) J Non-Newtonian Fluid Mech 30:1–19 Magda JJ, Larson RG (1988) J Non-Newtonian Fluid Mech 30:1–19
Zurück zum Zitat Magda JJ, Lee C-S, Muller SJ, Larson RG (1993) Macromolecules 26:1696–1706 Magda JJ, Lee C-S, Muller SJ, Larson RG (1993) Macromolecules 26:1696–1706
Zurück zum Zitat McKinley GH, Byars JA, Brown RA, Armstrong RC (1991) J Non-Newtonian Fluid Mech 40:201–229 McKinley GH, Byars JA, Brown RA, Armstrong RC (1991) J Non-Newtonian Fluid Mech 40:201–229
Zurück zum Zitat Muller SJ, Larson RG, Shaqfeh ESG (1989) Rheol Acta 28:499–503 Muller SJ, Larson RG, Shaqfeh ESG (1989) Rheol Acta 28:499–503
Zurück zum Zitat Muller SJ, Shaqfeh ESG, Larson RG (1993) J Non-Newtonian Fluid Mech 46:315–330 Muller SJ, Shaqfeh ESG, Larson RG (1993) J Non-Newtonian Fluid Mech 46:315–330
Zurück zum Zitat Olagunju DO, Cook LP (1993) J Non-Newtonian Fluid Mech 46:29 Olagunju DO, Cook LP (1993) J Non-Newtonian Fluid Mech 46:29
Zurück zum Zitat Olagunju DO, Cook LP, McKinley GH (2002) J Non-Newtonian Fluid Mech 102:321–342 Olagunju DO, Cook LP, McKinley GH (2002) J Non-Newtonian Fluid Mech 102:321–342
Zurück zum Zitat Öztekin A, Brown RA, McKinley GH (1994) J Non-Newtonian Fluid Mech 54:351–377 Öztekin A, Brown RA, McKinley GH (1994) J Non-Newtonian Fluid Mech 54:351–377
Zurück zum Zitat Quinzani LM, McKinley GH, Brown RA, Armstrong RC (1990) J Rheol 34:705–748CrossRef Quinzani LM, McKinley GH, Brown RA, Armstrong RC (1990) J Rheol 34:705–748CrossRef
Zurück zum Zitat Shaqfeh ESG, Muller SJ, Larson RG (1992) J Fluid Mech 235:285–317 Shaqfeh ESG, Muller SJ, Larson RG (1992) J Fluid Mech 235:285–317
Zurück zum Zitat White JM (2002) Experimental investigation of instabilities in Newtonian and viscoelastic Taylor-Couette flows. PhD dissertation, University of California, Berkeley White JM (2002) Experimental investigation of instabilities in Newtonian and viscoelastic Taylor-Couette flows. PhD dissertation, University of California, Berkeley
Zurück zum Zitat White JM, Muller SJ (2000) Phys Rev Lett 84:5130–5133 White JM, Muller SJ (2000) Phys Rev Lett 84:5130–5133
Zurück zum Zitat White JM, Muller SJ (2002a) J Fluid Mech 462:133–159 White JM, Muller SJ (2002a) J Fluid Mech 462:133–159
Zurück zum Zitat White JM, Muller SJ (2002b) Phys Fluids 14:3880–3890 White JM, Muller SJ (2002b) Phys Fluids 14:3880–3890
Metadaten
Titel
Transient behavior of Boger fluids under extended shear flow in a cone-and-plate rheometer
verfasst von
Verônica M. A. Calado
James M. White
Susan J. Muller
Publikationsdatum
01.01.2005
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
Rheologica Acta / Ausgabe 3/2005
Print ISSN: 0035-4511
Elektronische ISSN: 1435-1528
DOI
https://doi.org/10.1007/s00397-004-0404-5

Weitere Artikel der Ausgabe 3/2005

Rheologica Acta 3/2005 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.