Mass transport in a particle suspension under a simple shear flow.
Transport de matière dans une suspension de particules soumises à un cisaillement pariétal.
Résumé
The transport of a solute by diffusion and convection in a two-phase fluid constitutes by a suspension of small spheric particles is associated with a mechanism still poorly known and which is due to the rotation of the spheres. This process is all the more important as convection is not directly involved with the single-phase fluid in mass transport like, for example, in a simple shear flow or concentration gradient and the only component of the velocity are perpendicular. Several models have been proposed that have so far provided an expression of the effective diffusion coefficient generally in the form of a power law of the number of peclet associated with a particle. This number is defined from the radius of the particles, the shear rate and the molecular diffusivite. In this work we describe an electrochemical method to measure either the mass flux in stationary regime in a cylindrical duvet flow, either the transient diffusion time constant from which the effective diffusion coefficient was determined. The results of an experimental study where the particle size, concentration or shear rate have been varied will be analysed in the light of existing theories
Le transport d'un solute par diffusion et convection dans un fluide diphasique constitue par une suspension de petites particules spheriques est associe a un mecanisme encore mal connu et qui est du a la rotation des spheres. Ce processus est d'autant plus important que la convection n'est pas directement impliquee au fluide monophasique dans le transport de masse comme, par exemple, dans un ecoulement de cisaillement simple ou le gradient de concentration et la seule composante de la vitesse sont perpendiculaires. Plusieurs modeles ont ete proposes qui ont permis jusqu'ici de prevoir une expression du coefficient de diffusion effectif generalement sous forme d'une loi de puissance du nombre de peclet associe a une particule. Ce nombre est defini a partir du rayon des particules, du taux de cisaillement et de la diffusivite moleculaire. Dans ce travail on decrit une methode electrochimique permettant de mesurer soit le flux de masse en regime stationnaire dans un ecoulement de couette cylindrique, soit la constante de temps de diffusion en regime transitoire a partir desquels ont determine le coefficient de diffusion effectif. Les resultats d'une etude experimentale ou l'on a fait varier la dimension des particules, la concentration ou le taux de cisaillement seront analyses a la lumiere des theories existantes.
Domaines
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