SwePub
Sök i LIBRIS databas

  Utökad sökning

onr:"swepub:oai:DiVA.org:kth-292275"
 

Sökning: onr:"swepub:oai:DiVA.org:kth-292275" > Colloidal mushy layers

Colloidal mushy layers

Worster, M. Grae (författare)
Univ Cambridge, Dept Appl Math & Theoret Phys, CMS Wilberforce Rd, Cambridge CB3 0WA, England.
Peppin, S. S. L. (författare)
Wettlaufer, John (författare)
Stockholms universitet,KTH,Nordic Institute for Theoretical Physics NORDITA,Yale Univ, New Haven, CT 06520 USA.;Royal Inst Technol, Nordita, S-10691 Stockholm, Sweden.;Stockholm Univ, S-10691 Stockholm, Sweden.,Nordiska institutet för teoretisk fysik (Nordita),Yale University, USA
Univ Cambridge, Dept Appl Math & Theoret Phys, CMS Wilberforce Rd, Cambridge CB3 0WA, England Nordic Institute for Theoretical Physics NORDITA (creator_code:org_t)
2021-03-05
2021
Engelska.
Ingår i: Journal of Fluid Mechanics. - : CAMBRIDGE UNIV PRESS. - 0022-1120 .- 1469-7645. ; 914
  • Tidskriftsartikel (refereegranskat)
Abstract Ämnesord
Stäng  
  • We consider the solidification of idealised two-component mixtures comprising a solvent or suspending fluid and dissolved solute molecules or suspended colloidal particles, each considered as hard spheres. We review some fundamental thermodynamic ideas regarding relative motion between species and phase equilibria in such mixtures to show how the related solid-liquid phase diagrams depend on the size of the spheres. Using similarity solutions, we first describe freezing of the solvent to form a pure solid (here referred to as 'ice'), with the solute rejected from the solid forming a boundary layer or dense particle layer ahead of the freezing front. We extend ideas of constitutional supercooling to the case of colloidal suspensions and show that, for a given temperature difference driving solidification, constitutional supercooling occurs only for an intermediate range of particle sizes. Constitutional supercooling promotes the formation of a mushy layer in which segregated ice separates regions of concentrated solute or particles on the microscale. We formulate a continuum model of the mushy layer that relies on a key observation that the regelative motion of concentrated clusters of particles is independent of the size and geometry of the cluster. Our modelling begins with a description of relative motion as a Fickian diffusive process. However, at high particle concentrations, we show that it is more convenient and more computationally tractable to use an equivalent formulation in terms of Darcy flow of the solvent. Within a mushy layer these diffusive fluxes correspond directly to the regelative flux of particle clusters at a rate determined by the local temperature and temperature gradient.

Ämnesord

NATURVETENSKAP  -- Kemi -- Fysikalisk kemi (hsv//swe)
NATURAL SCIENCES  -- Chemical Sciences -- Physical Chemistry (hsv//eng)
NATURVETENSKAP  -- Fysik (hsv//swe)
NATURAL SCIENCES  -- Physical Sciences (hsv//eng)

Nyckelord

colloids
solidification
melting

Publikations- och innehållstyp

ref (ämneskategori)
art (ämneskategori)

Hitta via bibliotek

Till lärosätets databas

Hitta mer i SwePub

Av författaren/redakt...
Worster, M. Grae
Peppin, S. S. L.
Wettlaufer, John
Om ämnet
NATURVETENSKAP
NATURVETENSKAP
och Kemi
och Fysikalisk kemi
NATURVETENSKAP
NATURVETENSKAP
och Fysik
Artiklar i publikationen
Journal of Fluid ...
Av lärosätet
Kungliga Tekniska Högskolan
Stockholms universitet

Sök utanför SwePub

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.

 
pil uppåt Stäng

Kopiera och spara länken för att återkomma till aktuell vy