Un método para medir la reología de un fluido no newtoniano basado en el análisis del ángulo de recirculación de flujos secundarios en un canal curvado en forma de U
Autores: Lobasov, Alexander S.; Minakov, Andrey V.; Filimonov, Sergey A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un método para medir la reología de un fluido no newtoniano basado en el análisis del ángulo de recirculación de flujos secundarios en un canal curvado en forma de U
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Campo
Hidrodinámica
Microfluidos
Fluido no newtoniano
Modelo de ley de potencia
ángulo de recirculación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El campo de la hidrodinámica, específicamente la microfluidística, está experimentando un desarrollo rápido, con un progreso significativo en la creación de nuevos dispositivos y tecnologías que superan a sus contrapartes macroscópicas. Al mismo tiempo, determinar los parámetros de un fluido no newtoniano se está convirtiendo en una tarea importante en muchas áreas de la industria y la producción, particularmente en la industria del petróleo. Tanto los fluidos de perforación (necesarios para crear pozos) como los desplazadores y surfactantes a base de polímeros (necesarios para extraer petróleo) tienen propiedades no newtonianas. Este artículo presenta un método para determinar los índices de consistencia y comportamiento de flujo del fluido no newtoniano (modelo de ley de potencia) basado en el análisis de los vórtices secundarios de Dean generados en un canal curvado. Este fenómeno se describe convenientemente utilizando el ángulo de recirculación. Se ha estudiado la estructura del flujo de fluidos no newtonianos en un micromezclador en forma de U. Se obtuvo la dependencia del ángulo de recirculación en la tasa de flujo del fluido para diferentes parámetros del fluido. Se propuso una correlación universal para describir la dependencia del número de Dean inverso en el ángulo de recirculación del flujo. Los índices de consistencia y comportamiento de flujo del modelo de ley de potencia de fluidos no newtonianos encontrados utilizando la correlación anterior pueden medirse en los experimentos.
Descripción
El campo de la hidrodinámica, específicamente la microfluidística, está experimentando un desarrollo rápido, con un progreso significativo en la creación de nuevos dispositivos y tecnologías que superan a sus contrapartes macroscópicas. Al mismo tiempo, determinar los parámetros de un fluido no newtoniano se está convirtiendo en una tarea importante en muchas áreas de la industria y la producción, particularmente en la industria del petróleo. Tanto los fluidos de perforación (necesarios para crear pozos) como los desplazadores y surfactantes a base de polímeros (necesarios para extraer petróleo) tienen propiedades no newtonianas. Este artículo presenta un método para determinar los índices de consistencia y comportamiento de flujo del fluido no newtoniano (modelo de ley de potencia) basado en el análisis de los vórtices secundarios de Dean generados en un canal curvado. Este fenómeno se describe convenientemente utilizando el ángulo de recirculación. Se ha estudiado la estructura del flujo de fluidos no newtonianos en un micromezclador en forma de U. Se obtuvo la dependencia del ángulo de recirculación en la tasa de flujo del fluido para diferentes parámetros del fluido. Se propuso una correlación universal para describir la dependencia del número de Dean inverso en el ángulo de recirculación del flujo. Los índices de consistencia y comportamiento de flujo del modelo de ley de potencia de fluidos no newtonianos encontrados utilizando la correlación anterior pueden medirse en los experimentos.