전단유동에서 온도, 전단속도, 계면장력 변화에 따른 에멀전의 유변학적 특성 (Relative Viscosity of Emulsions in Simple Shear Flow: Temperature, Shear Rate, and Interfacial Tension Dependence)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 39권 / 8호 / 677 ~ 682페이지
· 저자명 : 최세빈, 이준상

초록

격자 볼츠만 기법(Lattice Boltzmann method)을 사용하여 에멀전의 유변학적 특성을 파악하기 위한 시뮬레이션을 수행하였다. 간단한 전단 유동하에서 온도와 전단속도, 계면장력에 변화를 주어 에멀전(decane-in-water)의 상대점도를 계산하고 이를 분석하였다. 에멀전의 상대점도는 온도가 증가함에 따라 감소하였고, 전단속도가 증가함에 따라 감소하는 전단박하(Shear thinning) 현상을 보여주었다. 이는 크로스 모델(Cross model)을 통해 검증하였고 일치하는 경향을 보여주었다. 계면에 존재하는 계면활성제(Surfactant)를 통해 제어되는 계면장력이 증가할수록 상대점도는 감소하는 경향을 보여주었다. 이것은 큰 계면장력에서는 기름방울의 변형이 억제되고 점도가 상대적으로 높은 기름방울의 표면적이 감소하면서 나타난다고 해석할 수 있다.

영어초록

We simulate an emulsion system under simple shear rates to analyze its rheological characteristics using the lattice Boltzmann method (LBM). We calculate the relative viscosity of an emulsion under a simple shear flow along with changes in temperature, shear rate, and surfactant concentration. The relative viscosity of emulsions decreased with an increase in temperature. We observed the shear-thinning phenomena, which is responsible for the inverse proportion between the shear rate and viscosity. An increase in the interfacial tension caused a decrease in the relative viscosity of the decane-in-water emulsion because the increased deformation caused by the decreased interfacial tension significantly influenced the wall shear stress.

참고자료

· 없음