Berlin 2012 – wissenschaftliches Programm

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CPP: Fachverband Chemische Physik und Polymerphysik

CPP 35: Focus: Rheology I (joint focus with DRG)

CPP 35.12: Vortrag

Donnerstag, 29. März 2012, 18:15–18:30, C 243

Ermittlung der Axialkraft während der kapillaren Verjüngung von Fluidfäden (CaBER- Methode) — •Dirk Sachsenheimer, Bernhard Hochstein, Hans Buggisch und Norbert Willenbacher — Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik, Karlsruhe, Deutschland

Die Capillary Breakup Extensional Rheometry (CaBER) ist eine vielseitig anwendbare Methode zur Charakterisierung der Dehnviskosität niedrigviskoser, komplexer Fluide. Im Gegensatz zu anderen Messverfahren können sehr große, praxisrelevante Gesamtdehnungen erreicht werden. Die Bestimmung der Dehnviskosität ist jedoch eingeschränkt, weil die Zugkraft am Fluidfaden bisher nicht erfasst wird. Wir der Fluidfaden im Gegensatz zu dem herkömmlichen CaBER-Experiment nicht senkrecht, sondern horizontal verstreckt, so ermöglicht die Durchbiegung des Fadens die Berechnung der Axialkraft. Mit Hilfe dieser neuartigen Versuchsführung kann experimentell gezeigt werden, dass die Annahme der verschwindenden axiale Normalspannung für viskoelastische Fluide, die im CaBER-Experiment zylindrische, sowie mit der Zeit exponentiell abfallende Fäden bilden, im Rahmen der Messgenauigkeit gerechtfertigt ist. Im Gegensatz hierzu zeigen Newtonsche Fluide eine stärkere Durchbiegung. Diese ist auf eine negative axiale Normalspannung zurückzuführen. Mittels der experimentell bestimmten Kraft, sowie der zeitlichen Abnahme des Fadendurchmessers kann die wahre Dehnviskosität berechnet werden. Für Newtonsche Fluide ist diese erwartungsgemäß das Dreifache der Scherviskosität. Für viskoelastische Fluide wird ein deutlich größeres Verhältnis ermittelt.