黏性颗粒物的坡角与分层

本文研究流体对倾倒至罐内颗粒物坡角及分层的影响。实验分为两个情形：(i)流体体积分数较小，形成颗粒间液桥；(ii)颗粒完全浸入流体中。数据通过对罐内堆积物通过透明玻璃侧壁的成像获得。在第一系列实验中，随着流体体积分数的增加，坡角急剧上升后趋于饱和，饱和值取决于颗粒尺寸。我们系统研究了黏度的影响，采用水-甘油混合物使黏度变化至少三个数量级，而表面张力基本保持不变。除了表面张力外，黏度对坡角和分层程度亦有影响。对于二性颗粒，分层程度随颗粒尺寸比和流体黏度的增加而减小并最终饱和。坡角和分层程度的初始锐利变化及随后饱和现象在相同的流体体积分数处发生。第二系列实验中，颗粒倒入装有流体的容器中。尽管坡角基本不变，但随着黏度增加，分层程度降低。