浓悬浮液液滴撞击时的变形

我们研究平板与非胶体固体颗粒悬浮于牛顿液体中所形成的液滴之间的撞击,特别关注颗粒体积分数 $\phi$ 接近甚至超过临界体积分数 $\phi_c$ 的情形,在 $\phi_c$ 处悬浮液的稳态有效粘度发散。我们采用特定的浓度方案并精确测定每个液滴的 $\phi$,测量了不同液体粘度、撞击速度和颗粒尺寸下的变形 $\beta$。在低体积分数下,发现 $\beta$ 紧密遵循有效牛顿行为,我们通过记录高粘度牛顿液滴的低变形极限并刻画悬浮液的有效剪切粘度来确定该行为。相比之下,尽管有效牛顿方法预测 $\beta$ 在 $\phi_c$ 处消失,但在 $\phi>\phi_c$ 时观察到有限变形。该有限变形仍由悬浮液体粘度控制,并随颗粒尺寸增大而增大,这表明颗粒相的膨胀性是 $\phi_c$ 附近及之上耗散过程的关键因素。