研究垂直旋轉式流變儀中不同濃度下泥流的運動型態與流變參數

本文研究不同濃度的高嶺土加水在垂直旋轉式流變儀中的流動現象。使用固定量(9000ml左右)、不同濃度的高嶺土混合液進行實驗,過程中觀測並紀錄流體在流變儀中,在不同速度下的運動型態(包含非穩態),如穩定、擺盪、環狀。而理論部分則採用賓漢流體作為本構關係式,搭配張哲維(2008)所發展出的流變參數率定公式,將符合二維、穩態及長波理論假設下的運動型態進行參數檢定。本實驗儀器的旋轉方向為順時針旋轉,所選用的濃度從最濃47.96%到最稀25.38%,共有8組。每組濃度都以不同的速度進行觀察,從3.51rpm到43.8rpm,共有12個速度。流動現象會隨不同的濃度及速度改變;一般而言,流體運動可分:上層逆時鐘朝下流動和下層底床順時鐘朝上兩層。自43.62%以後的濃度,由於黏滯力較強,在超過該濃度的臨界速度之前(表層流體的運動方向改變時,圓盤儀的旋轉速度),流體會順時針朝上穩定的運動,此時仍然滿足質量守恆。

作者:艾昱安