Fragmentation of a solid particles suspension

Fragmentation d'une suspension de particules solides

Joris Château (1)

1 IUSTI - Institut universitaire des systèmes thermiques industriels

This thesis addresses the fragmentation of an environment that is itself divided, in this case, a viscous liquid containing solid beads or fibers that interact only mechanically. Experiments on stretched bridges and capillary jets make it possible to distinguish a Newtonian stretching of the jet from its catastrophic breakage resulting from finite size effects.. The stretching phase is determined by an elongation viscosity, indistinguishable of the shear rate for beads, and in accordance with existing predictions assuming an alignment of the fibers with the jet. The break-up is characterized by the diameter of the jet to which it manifests itself. These elements explain the length of a jet of suspension measured over a wide range of flow rates, liquid viscosities and bead sizes, covering viscous and inertial stretching regimes and regimes where the effects capillaries are dominated or overwritten by finite size effects. They will serve as a basis for the understanding of the drop sizes produced by fragmentation and documented here. Translated with www.DeepL.com/Translator

Cette thèse aborde la fragmentation d’un milieu lui-même divisé, en l’occurrence, un liquide visqueux contenant des billes ou fibres solides interagissant uniquement mécaniquement. Des expériences sur des ponts et jets capillaires étirés permettent de distinguer un étirement newtonien du jet de sa brisure catastrophique résultant d’effets de taille finie. La phase d’étirement est déterminée par une viscosité élongationnelle, indiscernable de celle de cisaillement pour des billes, et en accord avec des prédictions existantes supposant un alignement des fibres avec le jet. La brisure est caractérisée par le diamètre du jet auquel elle se manifeste. Ces éléments permettent d’expliquer la longueur d’un jet de suspension mesurée sur une large gamme de débits, viscosités du liquide et tailles des billes, couvrant les régimes d’étirement visqueux et inertiel et les régimes où les effets capillaires dominent ou sont écrantés par les effets de taille finie. Ils serviront de base à la compréhension des tailles gouttes produites par la fragmentation et documentées ici.

Mots clés: Jets; rheology; suspensions

Mots clés: Jets; rhéologie; suspensions

Domaines: Mécanique des fluides [physics.class-ph]

Joris Château. Fragmentation d'une suspension de particules solides. Mécanique des fluides [physics.class-ph]. Université Aix Marseille, 2018. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02319770⟩