Influencia de los esfuerzos normales a la dirección de flujo cizallante en la reología de suspensiones concentradas de caolín



Título del documento: Influencia de los esfuerzos normales a la dirección de flujo cizallante en la reología de suspensiones concentradas de caolín
Revista: Dyna (Medellín)
Base de datos:
Número de sistema: 000543974
ISSN: 0012-7353
Autores: 1
1
Instituciones: 1Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Minas, Medellín.
Año:
Periodo: Mar-Abr
Volumen: 81
Número: 184
Paginación: 85-92
País: Colombia
Idioma: Español
Resumen en español Debido a las múltiples aplicaciones que tiene el caolín, entre ellas en la industria cerámica, donde se utiliza como suspensión con altas concentraciones de sólido, su comportamiento reológico es de suma importancia en etapas de mezclado, agitación y bombeo. Luego de caracterizar el caolín por DRX, FRX, SEM y tamaño de partícula, se le realizó una evaluación reológica en un reómetro rotacional, consistente en la medición de primera diferencia de esfuerzos normales N1, mediante un método que entregó buenos resultados de reproducibilidad. Con los datos de N1 se obtuvo un tipo de viscosidad denominada viscosidad dilatante, la cual se encontró sólo para suspensiones con concentración volumétrica de sólido, Cv, mayor a 0,13. Esta viscosidad dilatante depende de la tasa de cizalladura y de la Cv, y se modeló con la estructura de ley de potencia con buenos coeficientes de determinación. Por último se encontró que la viscosidad dilatante a Cv = 0,20 es casi 5 veces el valor de la viscosidad cizallante, demostrando con esto que para una mejor comprensión del escenario de deformación se deben tener en cuenta los esfuerzos normales en flujo cizallante que experimenta una suspensión concentrada de caolín.
Resumen en inglés Due to the multiple applications that kaolin has, including the ceramic industry where it is used as a slurry with high solid concentrations, its rheological behavior is quite important in mixing, agitation and pumping stages. After characterizing the kaolin by applying XRD, XRF, SEM and particle size methods, a rheological evaluation was performed in a rotational rheometer which consisted of measuring the primary normal stress difference N1 by a method that delivered good reproducibility results. With N1 data it was obtained a kind of viscosity known as dilatant viscosity which was found only for those suspensions with a volumetric concentration higher than 0.13. This dilatant viscosity depends on the shear rate and the CV, and it was modeled with the power law structure having good coefficients of determination. Finally it was found that the dilatant viscosity with a CV= 0.2 is almost five times the value of the shear viscosity, thus demonstrating that for a better understanding of the deformation stage must be taken into account the normal stresses in shear flow happening in the kaolin concentrated suspension.
Palabras clave: Suspensiones concentradas de caolín,
Reología,
Diferencia de esfuerzos normales
Keyword: Kaolin concentrated suspensions,
Rheology,
Normal stress difference
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