Exploring separation and reattachment in shear-thinning suspensions through pipe-wall ultrasound measurements
Notice bibliographique
Résumé
Abstract To better understand how turbulent flow structures develop within shear-thinning suspensions (STSs), we investigate the behavior of a shear layer forming within an STS downstream of a sudden expansion with an expansion ratio of 0.5. Specifically, the shear-layer reattachment behavior downstream of an axisymmetric expansion is characterized through ultrasound imaging velocimetry (UIV) and through pressure measurements, and the observed behavior is used to surmise how the shear layer is modified within the STS. Four fluids are investigated, which include pure water, as well as three 1750 ppm xanthan-gum-in-water solutions mixed with non-reactive mineral microspheres at volume fractions of 0%, 15%, and 30%. Wall-pressure measurements were collected through pressure taps located at 0 h to 25.8 h downstream of the expansion with subsequent UIV measurements collected from 1 h to 9 h downstream of the expansion, where h is the step height and equals the difference between the pipe and throat radii. For single-phase cases, pressure-recovery profiles and UIV flow fields indicate a predictably large reattachment length at low Reynolds numbers, which shortens as the Reynolds number increases from $$O(10^2)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>O</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msup> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> to $${O}(10^4)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>O</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msup> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mn>4</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> and finally stabilizes at roughly 8 h . In contrast, the STSs exhibit pressure-recovery and pipe-wall velocity profiles indicating a reattachment length that is consistently short (8 h ) and independent of Reynolds number. The results indicate that the suspended phase within the STSs causes the shear layer to diffuse far more rapidly, thereby promoting momentum transfer toward the wall, which results in a consistently short reattachment length. Graphic abstract
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».