Electroconvección impulsada por Coulomb dentro de dos capas apiladas de líquidos dieléctricos miscibles
Autores: Traore, Philippe; Pérez, Alberto T.; Mondal, Subhadeep; Bhattacharya, Anandaroop; Vázquez, Pedro A.; Yan, Zelu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Electroconvección impulsada por Coulomb dentro de dos capas apiladas de líquidos dieléctricos miscibles
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Comportamiento
Electroconvección
Mezcla
Líquidos
Modelo
Dinámica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 2
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo investiga el comportamiento de dos capas paralelas de diferentes líquidos dieléctricos miscibles encerrados y intercalados entre dos electrodos. Al aplicar un potencial eléctrico a un electrodo mientras se conecta a tierra el otro, ocurre electroconvección cuando el número de Rayleigh eléctrico supera un valor crítico, poniendo el fluido en movimiento y resultando en una rápida mezcla entre los dos líquidos. Se desarrolla un modelo numérico para tener en cuenta la movilidad iónica y la permitividad variables de los dos líquidos, considerando su evolución basada en el campo de concentración relativa. Las simulaciones confirman que la electroconvección mejora significativamente la mezcla entre los dos líquidos, como se esperaba. Además, se observan interesantes ondulaciones cerca de la interfaz inicial durante las primeras etapas del crecimiento de la inestabilidad de electroconvección. Para explicar y describir la dinámica del flujo en términos de análisis de estabilidad, se presenta un modelo semi-analítico. Este estudio proporciona información sobre el comportamiento de mezcla y la dinámica del flujo de líquidos dieléctricos miscibles bajo la influencia de la electroconvección. Los hallazgos contribuyen a una mejor comprensión de los mecanismos subyacentes y pueden ser valiosos para aplicaciones como microfluidos, conversión de energía y procesos de mezcla. Se alienta a realizar más investigaciones para explorar parámetros adicionales y optimizar el control de la electroconvección para aplicaciones prácticas.
Descripción
Este artículo investiga el comportamiento de dos capas paralelas de diferentes líquidos dieléctricos miscibles encerrados y intercalados entre dos electrodos. Al aplicar un potencial eléctrico a un electrodo mientras se conecta a tierra el otro, ocurre electroconvección cuando el número de Rayleigh eléctrico supera un valor crítico, poniendo el fluido en movimiento y resultando en una rápida mezcla entre los dos líquidos. Se desarrolla un modelo numérico para tener en cuenta la movilidad iónica y la permitividad variables de los dos líquidos, considerando su evolución basada en el campo de concentración relativa. Las simulaciones confirman que la electroconvección mejora significativamente la mezcla entre los dos líquidos, como se esperaba. Además, se observan interesantes ondulaciones cerca de la interfaz inicial durante las primeras etapas del crecimiento de la inestabilidad de electroconvección. Para explicar y describir la dinámica del flujo en términos de análisis de estabilidad, se presenta un modelo semi-analítico. Este estudio proporciona información sobre el comportamiento de mezcla y la dinámica del flujo de líquidos dieléctricos miscibles bajo la influencia de la electroconvección. Los hallazgos contribuyen a una mejor comprensión de los mecanismos subyacentes y pueden ser valiosos para aplicaciones como microfluidos, conversión de energía y procesos de mezcla. Se alienta a realizar más investigaciones para explorar parámetros adicionales y optimizar el control de la electroconvección para aplicaciones prácticas.