Investigación del flujo Marangoni recirculante en geometría tridimensional de microespumas acuosas
Autores: Rezaee, Nastaran; Aunna, John; Naser, Jamal
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación del flujo Marangoni recirculante en geometría tridimensional de microespumas acuosas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Flujo marangoni
Microespumas
Modelos tridimensionales
Bordes de plateau
Movilidades interfaciales
Grosor de película
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Las investigaciones experimentales del flujo de Marangoni en microespumas han enfrentado desafíos debido a las dificultades inherentes para detectar y medir este flujo. El flujo de Marangoni se manifiesta como pequeños puntos dentro de las películas de lamelas, lo que dificulta un análisis preciso. Por lo tanto, para elucidar las características del flujo de Marangoni, este estudio introduce e investiga modelos tridimensionales completos del flujo en espumas a microescala. Los modelos geométricos contenían Bordes de Plateau (PB), nodos y películas. El flujo de Marangoni recirculante fue simulado y estudiado para diferentes movilidades interfaciales. Dentro de las espumas, las velocidades del flujo de Marangoni estaban a la misma escala que la velocidad del flujo PB para interfaces móviles. Sin embargo, para una interfaz más rígida, la magnitud del flujo de Marangoni era considerablemente menor que la del PB debido al efecto combinado de la alta resistencia hidráulica superficial sobre los flujos de Marangoni y la naturaleza del flujo de Marangoni como un tipo de flujo solo superficial. Además, se analizó el efecto del grosor de la película sobre el flujo de Marangoni. Las películas más gruesas tienen un efecto más fuerte en la reducción del flujo de Marangoni que el flujo PB. Esto se debe a la mayor relación de la fuerza de gravedad del cuerpo a la fuerza superficial impulsada por Marangoni para películas más gruesas. Finalmente, se estudió el efecto combinado de la movilidad interfacial líquido-aire y el grosor de la película sobre la velocidad de Marangoni.
Descripción
Las investigaciones experimentales del flujo de Marangoni en microespumas han enfrentado desafíos debido a las dificultades inherentes para detectar y medir este flujo. El flujo de Marangoni se manifiesta como pequeños puntos dentro de las películas de lamelas, lo que dificulta un análisis preciso. Por lo tanto, para elucidar las características del flujo de Marangoni, este estudio introduce e investiga modelos tridimensionales completos del flujo en espumas a microescala. Los modelos geométricos contenían Bordes de Plateau (PB), nodos y películas. El flujo de Marangoni recirculante fue simulado y estudiado para diferentes movilidades interfaciales. Dentro de las espumas, las velocidades del flujo de Marangoni estaban a la misma escala que la velocidad del flujo PB para interfaces móviles. Sin embargo, para una interfaz más rígida, la magnitud del flujo de Marangoni era considerablemente menor que la del PB debido al efecto combinado de la alta resistencia hidráulica superficial sobre los flujos de Marangoni y la naturaleza del flujo de Marangoni como un tipo de flujo solo superficial. Además, se analizó el efecto del grosor de la película sobre el flujo de Marangoni. Las películas más gruesas tienen un efecto más fuerte en la reducción del flujo de Marangoni que el flujo PB. Esto se debe a la mayor relación de la fuerza de gravedad del cuerpo a la fuerza superficial impulsada por Marangoni para películas más gruesas. Finalmente, se estudió el efecto combinado de la movilidad interfacial líquido-aire y el grosor de la película sobre la velocidad de Marangoni.