| 초록 |
현탁액이 평행평판 사이를 층류로 흐를 때 입자이동에 의한불균일한 농도분포형성에 관하여 수학적인 모델을 설정한 후 해를 구하였고이를 이미 보고된 MRI (magnetic resonance imaging) 실험결과와 비교검토하였다.모델의 설정에는 Ho and Leal(1974)의 관성에 의한 입자이동식과Phillips 등(1992)의 입자상호작용에 의한 입자이동모델을 이용하였다.입자농도가 20%경우 Reynolds 수가 작은 경우에는 입자가 중앙으로 모이며,이때 중앙에서의 농도는 최대충진율 0.68에 접근하게 된다. 속도분포는Poiseuille 유동의 포물선형태에서 약간 납작하여진 모양을 갖는 것을볼 수 있었다.Reynolds 수가 큰 경우에는 관의 중앙뿐만 아니라 관의 중앙과벽의 중간 위치에도 입자농도가 극대값을 갖는 것을 볼 수 있다.이는 관성력이 입자를 중앙과 벽사이의 0.6의 위치에 모이게 하는 역할과입자입자상호작용 입자를 전단율이 작은 중앙으로 모이게하는역할이 모두 중요하게 되기 때문이다. 속도분포는 Reynolds 수가 작은경우에 비하여 더 납작해진 것을 볼 수 있으며 특히 중앙부근에서는포물선에 근접하다가 중신에서 약 1/4의 의 위치에서 부터 포물선과 벗어나는것을 볼 수 있었다.즉 다단계의 변화형태를 갖고 있다.두가지 Reynolds 수의 경우에 대한 평판사이의 Poiseuille 유동장에서의입자이동 모델과 원형관에서의 실험결과를 비교하여볼 때 정성적으로는잘 일치함을 볼 수 있다.Poiseuille 유동장 내에서의 입자 이동과 농도분포는 관성력과 입자상호작용에의하여 결정되며, 이때 입자간의 상호작용은 Phillips 등이 제시한두 개의 입자간의 비가역적인 입자의 충돌 및입자이동에 의하여 생기는 점도기울기에 의한 이동으로표시될 수 있음을 알 수 있다.
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