Dispersión de gotas independiente del volumen y la frecuencia impulsada por vibración superficial ultrasónica
Autores: Trapuzzano, Matthew; Tejada-Martínez, Andrés; Guldiken, Rasim; Crane, Nathan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Dispersión de gotas independiente del volumen y la frecuencia impulsada por vibración superficial ultrasónica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Humedecimiento
Vibración ultrasónica
Gotas
Superficie
Frecuencia
Líquidos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Muchos procesos industriales dependen de la humectación de líquidos en diversas superficies. Comprender los efectos de humectación debido a la vibración ultrasónica podría proporcionar un medio para cambiar el comportamiento de los líquidos en cualquier superficie. En estudios anteriores, se han utilizado vibraciones superficiales de baja frecuencia para alterar los estados de humectación de las gotas al excitar modos de volumen de las gotas. Si bien la vibración superficial de alta frecuencia (>20 kHz) también puede hacer que las gotas se humedezcan o se extiendan sobre una superficie, este efecto está relativamente poco caracterizado. En este estudio, se vibraron gotas de varios líquidos con volúmenes que oscilan entre 2 y 70 uL sobre sustratos de vidrio recubiertos de hidrofóbicos (FluoroSyl) fijados a un transductor piezoeléctrico a diferentes amplitudes y en un rango de frecuencias entre 21 y 42 kHz. Se evaluaron las condiciones para el movimiento de la línea de contacto y se midió el cambio en el diámetro de la gota bajo vibración. Las gotas de todos los líquidos probados inicialmente comienzan a extenderse a un nivel de aceleración superficial similar. Los resultados muestran que el aumento en el diámetro es proporcional a la aceleración máxima de la superficie. Finalmente, las propiedades del líquido y la rugosidad de la superficie también pueden producir algunos efectos secundarios, pero el volumen de la gota y la frecuencia de excitación no cambian significativamente el comportamiento de extensión de la gota dentro del rango de parámetros estudiado.
Descripción
Muchos procesos industriales dependen de la humectación de líquidos en diversas superficies. Comprender los efectos de humectación debido a la vibración ultrasónica podría proporcionar un medio para cambiar el comportamiento de los líquidos en cualquier superficie. En estudios anteriores, se han utilizado vibraciones superficiales de baja frecuencia para alterar los estados de humectación de las gotas al excitar modos de volumen de las gotas. Si bien la vibración superficial de alta frecuencia (>20 kHz) también puede hacer que las gotas se humedezcan o se extiendan sobre una superficie, este efecto está relativamente poco caracterizado. En este estudio, se vibraron gotas de varios líquidos con volúmenes que oscilan entre 2 y 70 uL sobre sustratos de vidrio recubiertos de hidrofóbicos (FluoroSyl) fijados a un transductor piezoeléctrico a diferentes amplitudes y en un rango de frecuencias entre 21 y 42 kHz. Se evaluaron las condiciones para el movimiento de la línea de contacto y se midió el cambio en el diámetro de la gota bajo vibración. Las gotas de todos los líquidos probados inicialmente comienzan a extenderse a un nivel de aceleración superficial similar. Los resultados muestran que el aumento en el diámetro es proporcional a la aceleración máxima de la superficie. Finalmente, las propiedades del líquido y la rugosidad de la superficie también pueden producir algunos efectos secundarios, pero el volumen de la gota y la frecuencia de excitación no cambian significativamente el comportamiento de extensión de la gota dentro del rango de parámetros estudiado.