Inestabilidad de la digitación de gotas binarias sobre un charco de aceite
Autores: Hasegawa, Koji; Kishimoto, Yuya
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Inestabilidad de la digitación de gotas binarias sobre un charco de aceite
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Inestabilidad interfacial
Sistema de flujo multifásico
Gota binaria
Dinámica de expansión
Inestabilidad por dedos
Características interfaciales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La inestabilidad interfacial de un fluido complejo en un sistema de flujo multifásico es ubicua tanto en la naturaleza como en la industria. Investigamos experimentalmente la dinámica de propagación e inestabilidad interfacial de una gota binaria (una mezcla de agua y 2-propanol (IPA)) sobre una piscina inmiscible (aceite de girasol). Para gotas de solución de 40% en peso de IPA en aceite de girasol, se produjo inestabilidad por dedos en el frente de líquido en propagación. Para revelar las características interfaciales de los procesos de propagación y formación de dedos, analizamos la interacción entre la velocidad, el diámetro y el número de dedos en el frente de propagación. Basándonos en nuestras observaciones, se cuantificaron la longitud de los dedos, la longitud de onda entre los dedos, la longitud de la cabeza y la longitud del cuello. Nuestros resultados experimentales demuestran claramente que la inestabilidad por dedos puede ser impulsada por el efecto capilar en un sistema líquido-líquido, así como por la inestabilidad de Plateau-Rayleigh. Esperamos que nuestros resultados inspiren investigaciones experimentales y numéricas adicionales para proporcionar una comprensión más profunda de la dinámica interfacial de gotas multicomponentes en una piscina líquida.
Descripción
La inestabilidad interfacial de un fluido complejo en un sistema de flujo multifásico es ubicua tanto en la naturaleza como en la industria. Investigamos experimentalmente la dinámica de propagación e inestabilidad interfacial de una gota binaria (una mezcla de agua y 2-propanol (IPA)) sobre una piscina inmiscible (aceite de girasol). Para gotas de solución de 40% en peso de IPA en aceite de girasol, se produjo inestabilidad por dedos en el frente de líquido en propagación. Para revelar las características interfaciales de los procesos de propagación y formación de dedos, analizamos la interacción entre la velocidad, el diámetro y el número de dedos en el frente de propagación. Basándonos en nuestras observaciones, se cuantificaron la longitud de los dedos, la longitud de onda entre los dedos, la longitud de la cabeza y la longitud del cuello. Nuestros resultados experimentales demuestran claramente que la inestabilidad por dedos puede ser impulsada por el efecto capilar en un sistema líquido-líquido, así como por la inestabilidad de Plateau-Rayleigh. Esperamos que nuestros resultados inspiren investigaciones experimentales y numéricas adicionales para proporcionar una comprensión más profunda de la dinámica interfacial de gotas multicomponentes en una piscina líquida.