Particle motions in sheared suspensions XXII: Interactions of rigid spheres (experimental)

Summary

The behaviour of rigid spheres suspended in viscous liquids undergoing laminar shear flow was compared experimentally with the approximate theory developed earlier. Good agreement was obtained for a sphere near a wall and for equatorial interactions between two spheres of both equal and unequal diameters. In the region close to but not touching the wall, the theory byGoldman et al. accurately described the motion of a sphere. The prediction that a sphere touching the wall should stick to it could not be confirmed. A viewing device, designed to study motions in two planes simultaneously was used to make several interesting observations on permanent and separating doublet. Some similarities between collisions in the equatorial plane and two-body interactions of vertically oriented rigid circular cylinders were noted. The asymmetry and reversibility of triple collisions as well as the ease of formation of permanent doublets in flowing suspensions were established.

Zusammenfassung

Das Verhalten von starren, in viskosen Flüssigkeiten suspendierten Teilchen unter dem Einfluß von laminarem Scherfluß wurde experimentell mit der früher entwickelten, genäherten Theorie verglichen. Gute Übereinstimmung wurde erhalten für eine Kugel in Wandnähe und für äquatoriale Einflüsse zwischen zwei Kugeln von entweder gleichem oder verschiedenem Durchmesser. Die Theorie vonGoldmann et al. gab eine genaue Beschreibung der Bewegung einer Kugel in Wandnähe, aber ohne Wandberührung. Die Voraussage, daß eine Kugel an einer berührenden Wand kleben würde, konnte nicht bestätigt werden. Eine Beobachtungs-Einrichtung, die für das Studium der gleichzeitigen Bewegung in zwei Ebenen konstruiert war, wurde für verschiedene interessante Beobachtungen an permanenten und an sich trennenden Dubletts benutzt. Einige Änlichkeiten zwischen Zusammenstößen in der Äquatorial-Ebene und Zweikörperbeinflussungen von vertikal orientierten, starren kreisförmigen Zylindern wurde festgestellt. Die Asymmetrie und Reversibilität von dreifachen Stößen wie auch die leichte Bildung von permanenten Dubletts wurde im Fluß von Suspensionen festgestellt.