Newtonian fluid에 입자를 첨가하였을 경우 현탁액의 filament breakup에 미치는 영향

소개글

화학공학 학사학위 졸업논문으로 'Newtonian fluid에 입자를 첨가하였을 경우 현탁액의 filament breakup에 미치는 영향' 이라는 주제로 작성하였다.

목차

1. 연구배경
2. 실험방법
3. 실험결과
4. 토의
5. 참고문헌

본문내용

엄지와 검지 사이에 한 방울의 침을 묻혀서 천천히 손가락을 떨어뜨리면 작은, 여러 개의 방울들이 가느다란 실 모양의 침 기둥에 맺혀 있는 것을 볼 수 있다. 이러한 현상은 물리학적으로 제대로 된 설명이 이루어지지 못하고 있고 따라서 어떠한 기작으로 침 기둥이 분리되기 전까지 그러한 방울들이 맺혀 있을 수 있는지 규명되지 못하고 있다. 어떠한 종류의 힘이 지배적으로 작용하여 이러한 현상을 만들어내고 무엇이 침 기둥의 생명주기를 결정하는 지 연구하기 위해 물리학자들은 세계 곳곳에서 연구를 게을리하지 않고 있다.
고분자 용액의 신장 흐름에 대한 이해는 잉크젯 프린트, 분사, 그리고 코팅과 같이 산업적 응용에 있어서 매우 중요한 의미를 지닌다

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이번에는 Silicone Oil에 PMMA 입자를 첨가하여 복합 용액(역시 현탁액)의 filament breakup이 어떻게 영향을 받는지 알아보는 실험을 하였다. 왼쪽 그래프와 같이 PMMA 입자를 많이 넣어줄수록 현탁액 전체의 점도는 증가함을 알 수 있다. 그리고 오른쪽 그래프를 보면 첨가한 입자의 wt%가 증가할수록 W가 느리게 감소함을 알 수 있다. 이것은 첫번째 결과를 나타내는 그래프에서 관찰된 결과와 동일한 것으로 현탁액의 점도를 일정하게 유지한 채 단지 입자를 첨가함으로써 입자가 현탁액의 filament breakup을 지연시키고 있다는 것이다. 이것이 정확하게 입자를 첨가시켜서 입자효과가 나타난 것인지를 확인하기 위해 아래와 같은 추가 실험을 하였다.

참고 자료

Oliver Arnolds.Hans Buggisch. Dirk Sachsenheimer. Norbert Willenbacher, "Capillary breakup extensional rheometry(CaBER) on semi-dilute and concentrated polyethyleneoxide(PEO) solutions", Rheol Acta. 49:1207-1217 (2010).
V.Tirtaatmadja, G.H.Mckinley, j.J.Cooper-White, "Drop formation and breakup of low viscosity elastic fluids:Effects of molecular weight and concentration", Physics of Fluids 18, 043101 (2006).
Pradeep P. Bhat, Santosh Appathurai, Michael T.Harris, Matteo Pasquali, Gareth H. McKinley and Osman A.Basaran, "Formation of beads-on-a-string structures during break-up of viscoelastic filaments", Nature Physics Vol6 (2010).
Middleman, Stanley Middleman, “An Introduction to Fluid Dynamics: Principles of Analysis and Design”, John Wiley & Sons (1997)
http://terms.naver.com/entry.nhn?cid=619&docId=607188&mobile&categoryId=619
http://terms.naver.com/entry.nhn?cid=2905&docId=611008&mobile&categoryId=2905