Strömungscharakteristika von hochverdünnten kationischen Tensidlösungen in Strömungsgeometrien mit gekrümmten Stromlinien
Loading...
Date
2006-06-19T12:48:29Z
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Die Entwicklung der in hochverdünnten kationischen Tensidlösungen zu findenden Scherinduzierten
Struktur und ihr Einfluss auf unterschiedliche Strömungsformen werden für die beiden Tenside
TTASal (Tetradecyltrimethylammoniumsalicylat) und HTASal (Hexadecyltrimethylammoniumsalicylat)
bei Konzentrationen von 1,8 mM bzw. 0,8 mM untersucht und die Ergebnisse denen einer
reinen Wasserströmung gegenübergestellt. Als Geometrien werden zwei Anordnungen mit gekrümmten
Stromlinien, ein Searle-System und ein gekrümmter Kanal mit großem Höhe zu Breite Verhältnis,
betrachtet. Bei der Untersuchung werden die jeweiligen Strömungsmuster durch eine Umgebungslichtvisualisierung
ermittelt und die die Strömungsformen charakterisierenden Geschwindigkeitsfelder
mit Particle Image Velocimetry (PIV) vermessen. Ferner wird die Gestalt und Entwicklung der
Scherinduzierten Struktur mit einer Lichtschnittvisualisierung untersucht.
Bei der Gegenüberstellung der Ergebnisse zeigen sich bereits in der Umgebungslichtvisualisierung
deutliche Unterschiede, die mittels PIV quantifiziert werden können. So ergeben sich für die TTASal-
Lösung, neben einem bei geringen Geschwindigkeiten zu findenden newtonschen Bereich, auch bei
einer darauf zu beobachtenden Scherinduzierten Strömungsform im Vergleich zu Wasser noch entfernt
ähnliche Geschwindigkeitsprofile, die jedoch zeitabhängig sind und verringerte Bewegungen senkrecht
zur Hauptströmungsrichtung aufweisen. Für das HTASal ist diese Tendenz weiter verstärkt, doch
auch das Geschwindigkeitsprofil in Hauptströmungsrichtung ist hier verändert. Im Searle-System
werden Geschwindigkeitsbänder, d.h. zusammenhängende Regionen mit jeweils konstanter
Geschwindigkeit, gemessen, die sich im Spalt vergleichsweise unabhängig voneinander bewegen. Im
gekrümmten Kanal ähnelt das Profil dem einer Kolbenströmung. Ähnliche Unterschiede zeigen sich
auch bei der Lichtschnittvisualisierung. Im Searle-System werden für das TTASal fadenartige Strukturen
beobachtet. Beim HTASal tritt zunächst eine kammartige Strukturierung auf, die über blasenartige
Formen mit der Zeit einer optischen Vergleichmäßigung weicht. Im Kanal sind die mit dieser Methode
zu beobachtenden Unterschiede zwischen den Lösungen nicht so groß, allerdings wird für das HTASal
eine etwas stärker ausgeprägte Struktur gefunden. Diese Ähnlichkeit ist hier hauptsächlich darin
begründet, dass der Kanal ein offenes Strömungssystem ist, während die Couette-Anordnung ein
geschlossenes darstellt.
Description
Table of contents
Keywords
Couette-Strömung, Gekrümmter Kanal, Lichtschnittvisualisierung, Particle Image Velocimetry, Scherinduzierte Struktur, Tensid