Transport of liquid and solid spheres through Plateau border
Transport de liquide et de particules dans un bord de Plateau
Résumé
This work presents the experimental study of transport of liquid and solid spheres through Plateau border.
Foams containing particles have many industrial applications. The bubbles–particles attachment interactions and collisions have been studied many times. But transport of particles through liquid phase of foam has not. The originality of this work consists in realising measures at Plateau border's scale, with focus on surfactant's influence. This study allows to get new results and highlight disagreements between experiences and theories.
We have developed a new apparatus, the Plateau Border Apparatus, in a double purpose : the study of liquid transport and the interface mobility characterization. Thickness of Plateau Border adjoining films, Plateau border cross section and pressure drop have been measured as a function of the injected liquid flow rate. Later, the shear surface viscosity is extracted from the fitted values.
The measure of shear surface viscosity obtained with the PBA, has thrown into relief two “mobile/rigid” interface cases and the existence of contradictions with experiences of foam drainage. By this way, we have discovered the nature of interfacial rheology of solution, then it was possible to study through experiences the effect of the interface mobility of Plateau border. The effect of the interface mobility on the particle settling through Plateau borders has been quantified and the effect of the position of the settling particle is important. The particle allows to sound the mobility of the interface and to corroborate the surface viscosity results obtained with the PBA. Later, the effect of the interface mobility on particle to drag has been quantified.
The PBA is a new apparatus for foam study : it has the advantage over Sheludko balance apparatus to work not on static but on dynamic conditions.
Foams containing particles have many industrial applications. The bubbles–particles attachment interactions and collisions have been studied many times. But transport of particles through liquid phase of foam has not. The originality of this work consists in realising measures at Plateau border's scale, with focus on surfactant's influence. This study allows to get new results and highlight disagreements between experiences and theories.
We have developed a new apparatus, the Plateau Border Apparatus, in a double purpose : the study of liquid transport and the interface mobility characterization. Thickness of Plateau Border adjoining films, Plateau border cross section and pressure drop have been measured as a function of the injected liquid flow rate. Later, the shear surface viscosity is extracted from the fitted values.
The measure of shear surface viscosity obtained with the PBA, has thrown into relief two “mobile/rigid” interface cases and the existence of contradictions with experiences of foam drainage. By this way, we have discovered the nature of interfacial rheology of solution, then it was possible to study through experiences the effect of the interface mobility of Plateau border. The effect of the interface mobility on the particle settling through Plateau borders has been quantified and the effect of the position of the settling particle is important. The particle allows to sound the mobility of the interface and to corroborate the surface viscosity results obtained with the PBA. Later, the effect of the interface mobility on particle to drag has been quantified.
The PBA is a new apparatus for foam study : it has the advantage over Sheludko balance apparatus to work not on static but on dynamic conditions.
Ce travail présente l'étude expérimentale du transport de liquide et de particules dans la mousse à l'échelle locale.
Les mousses contenant des particules se rencontrent dans de nombreuses applications industrielles. Il existe de nombreux articles sur le problème de l'attachement et l'étude des collisions entre les particules et les bulles. Mais le problème des particules véhiculées dans la phase liquide d'une mousse n'a pas été étudié. L'originalité de ce travail de thèse consiste à réaliser des mesures à l'échelle d'un bord de Plateau, en se focalisant sur l'influence du tensioactif. Cette étude permet d'obtenir de nouveaux résultats et d'éclairer les désaccords entre expériences et théories.
Nous avons développé un appareil, le Plateau Border Apparatus, pour un double objectif : l'étude du transport de liquide et la caractérisation de la mobilité de l'interface. L'épaisseur des films, la forme de la section du bord de Plateau ainsi que les pertes de charges ont été mesurées à débits imposés. Ensuite, la viscosité de surface est extraite par ajustement à partir de ces valeurs.
Les mesures de la viscosité de cisaillement de surface obtenue avec le PBA ont mis en évidence deux régimes « interface rigide/mobile » et des contradictions avec les expériences de drainage d'une mousse.
La rhéologie interfaciale des solutions utilisées étant ainsi connue, il a été alors possible d'étudier expérimentalement l'effet de la mobilité des interfaces sur la sédimentation et l'entraînement des particules dans un bord de Plateau. L'effet de la position de la particule sédimentant est important. La particule permet de sonder la mobilité de l'interface et de corroborer les résultats de viscosité de surface obtenus par le PBA. Nous avons montré ensuite que l'entraînement des particules dépend de l'interface.
Le PBA est un nouvel outil pour l'étude des mousses qui a l'avantage, par rapport à la balance de Sheludko, de travailler en dynamique et non pas à l'équilibre.
Les mousses contenant des particules se rencontrent dans de nombreuses applications industrielles. Il existe de nombreux articles sur le problème de l'attachement et l'étude des collisions entre les particules et les bulles. Mais le problème des particules véhiculées dans la phase liquide d'une mousse n'a pas été étudié. L'originalité de ce travail de thèse consiste à réaliser des mesures à l'échelle d'un bord de Plateau, en se focalisant sur l'influence du tensioactif. Cette étude permet d'obtenir de nouveaux résultats et d'éclairer les désaccords entre expériences et théories.
Nous avons développé un appareil, le Plateau Border Apparatus, pour un double objectif : l'étude du transport de liquide et la caractérisation de la mobilité de l'interface. L'épaisseur des films, la forme de la section du bord de Plateau ainsi que les pertes de charges ont été mesurées à débits imposés. Ensuite, la viscosité de surface est extraite par ajustement à partir de ces valeurs.
Les mesures de la viscosité de cisaillement de surface obtenue avec le PBA ont mis en évidence deux régimes « interface rigide/mobile » et des contradictions avec les expériences de drainage d'une mousse.
La rhéologie interfaciale des solutions utilisées étant ainsi connue, il a été alors possible d'étudier expérimentalement l'effet de la mobilité des interfaces sur la sédimentation et l'entraînement des particules dans un bord de Plateau. L'effet de la position de la particule sédimentant est important. La particule permet de sonder la mobilité de l'interface et de corroborer les résultats de viscosité de surface obtenus par le PBA. Nous avons montré ensuite que l'entraînement des particules dépend de l'interface.
Le PBA est un nouvel outil pour l'étude des mousses qui a l'avantage, par rapport à la balance de Sheludko, de travailler en dynamique et non pas à l'équilibre.
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