Etude par IRM de l’effet de glissement d’un fluide à seuil dans un capillaire en verre - Université de Lorraine Access content directly
Conference Papers Year : 2016

MRI study of wall slip effect for a yield stress fluid in a glass capillary

Etude par IRM de l’effet de glissement d’un fluide à seuil dans un capillaire en verre

Abstract

Un fluide à seuil se comporte comme un solide lorsque la contrainte appliquée est inférieure à sa contrainte critique et comme un liquide au-delà. C’est le cas par exemple du Carbopol, un polymère couramment utilisé en cosmétique. Lorsque l’on s’intéresse à l’écoulement d’un fluide à seuil dans un capillaire en verre, nous sommes confrontés à des effets de glissement à la paroi [1]. Le profil de vitesse n’est pas celui attendu pour un cisaillement homogène. La vitesse varie très rapidement près de la paroi et donne l’impression d’un saut de vitesse. Une étude est menée ici pour rendre compte de l’influence des conditions d’écoulement sur ces effets de glissement à la paroi. Pour cela, nous utilisons un spectromètre IRM à 14,1T pour mesurer les profils de vitesses au sein du capillaire avec une résolution de l’ordre de 20µm. Les profils obtenus nous permettent de mesurer la vitesse de glissement et de quantifier directement les trois paramètres rhéologiques du modèle Herschel-Bulkley (0, n, K). Nous avons travaillé avec une solution de Carbopol à 0,13 %. Les capillaires utilisés sont en verre et ont des diamètres allant de 0,6 à 2 mm. Les mesures ont été effectuées à des débits compris entre 0,02 ml/min et 6 ml/min. Les profils de vitesse sont comparés à ceux obtenus avec des capillaires identiques traités avec un polymère afin de supprimer les effets de glissement. Les observations confirment que l'effet de glissement augmente lorsque le diamètre du tube capillaire diminue ou lorsque le débit est réduit. Les profils expérimentaux sont ajustés avec une équation de type Poiseuille pour un modèle Herschel-Bulkley en tenant compte de l'effet de glissement [2]. Cette méthode permet directement d'obtenir simultanément la vitesse de glissement et les paramètres rhéologiques du modèle Herschel-Bulkley. Bien que ces expériences paraissent simples dans leur principe, elles sont loin d’être triviales. En effet une analyse de sensibilité montre que les trois paramètres rhéologiques sont fortement liés et leur identification n'est possible que si les pertes de charge sont connues. Or ces mesures sont compliquées à mettre en œuvre et fastidieuses à réaliser. Enfin, nous discuterons des différences observées entre les valeurs des paramètres rhéologiques mesurées et celles obtenues à l’aide d’un rhéomètre cône-plan.
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Dates and versions

hal-01678273 , version 1 (09-01-2018)

Identifiers

  • HAL Id : hal-01678273 , version 1

Cite

Maude Ferrari, Christian Moyne. Etude par IRM de l’effet de glissement d’un fluide à seuil dans un capillaire en verre. Groupe Français de Rhéologie, Oct 2016, Lille, France. ⟨hal-01678273⟩
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