تحليل رئولوژيكي سيالات با ناپايداري سافمن- تيلور

Rheological Analysis of Fluids by Saffman-Taylor instability

ناپايداري سافمن-تيلور را درچند سيال نيوتني و نانيوتني با دميدن هوا درسلول هل-شاو بررسي كرديم، قانون دارسي را براي آن ها آزموديم ،يك انگشت در سيالي گرانرو تشكيل داديم و به بررسي روند رشد آن پرداختيم. مقادير سرعت پيشروي انگشت و گراديان فشار را در هر لحظه از روي فيلمي كه از روند آزمايش گرفتيم پيدا كرديم و با رسم منحني سرعت بر حسب گراديان فشار به بررسي نوع رفتار سيال پرداختيم، براي برخي از سيالات اين منحني به طرز بارزي خطي بودكه اين گواهي است بر نيوتني بودن سيال. براي اين گونه سيالات گرانروي را ازروي شيب خط و با كمك قانون دارسي پيدا كرديم رفتار غير خطي در سيالات ديگر نشان از نانيوتني بودن سيال داشت و براي اين گونه سيالات تابع تغييرات گرانروي ونيز تنش برشي رابه كمك قانون دارسي تعميم يافته و بر حسب آهنگ برش بدست آورديم و با نتايج حاصل از رئومتري مقايسه كرديم. نتايج حاصل از دو آزمايش متفاوت و مستقل از تطابق خوبي يرخوردار بودند. بدين ترتيب نشان داديم برخي از رفتارهاي رئولوژيكي سيالات را با اين روش مي توان تعيين كردحتي سيالات پيچيده اي همچون لاپونايت.

By injection of air in some Newtonian and non-Newtonian fluids through Hele-shaw cells, we investigated the Saffman-Taylor instability. We checked the Darcy’s law for them, by measuring the velocity of fluid flow and pressure gradient via image processing of the film of the experiments. Some of them definitely reveal linear relationship between fluid velocity and pressure gradient, as we have for Newtonian fluids, but others, like gel and Laponite, deviate from linearity, which proves that they are not Newtonian. For Newtonian ones we measured the viscosity of them from the slope of the curve and the classical Darcy’s law. For non-Newtonian ones, by the help of the generalized Darcy’s law, we obtained the viscosity and Shear stress as functions of the shear rate. We have also measured their viscosity and shear stress by Rheometr, two independent results are in good agreement, which reveals that rheometry,in many cases, can be done by this method,