Cambio de presión para flujos no newtonianos de una y dos fases a través de una contracción súbita en un microcanal rectangular
Autores: Toshimitsu, Masaki; Yonemoto, Yukihiro; Kawahara, Akimaro
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Cambio de presión para flujos no newtonianos de una y dos fases a través de una contracción súbita en un microcanal rectangular
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Flujos bifásicos líquido-gas
Microcanal
Cambio de presión
Relación de contracción
Distribución de presión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se investigaron experimentalmente las características de flujo de los flujos de líquido monofásico y de gas-líquido bifásico, incluyendo líquidos newtonianos y no newtonianos, en un microcanal rectangular horizontal con una contracción súbita, específicamente el cambio de presión a través de la contracción. La dimensión de la sección transversal rectangular tiene Wu x Hu (ancho x altura) = 0.99 x 0.50 mm^2 en el lado aguas arriba de la contracción y Wd x Hd = 0.49 x 0.50 mm^2 en el lado aguas abajo. La relación de contracción resultante, A (=Wd/Wu), fue 0.5. Se utilizó aire como gas de prueba (en el caso del experimento de flujo bifásico gas-líquido), agua destilada y tres tipos de soluciones acuosas, es decir, glicerina al 25% en peso, goma xantana al 0.1% en peso y poliacrilamida al 0.11% en peso como líquido de prueba. Se midió la distribución de presión en la dirección del flujo aguas arriba y aguas abajo del canal. El cambio de presión y la pérdida en la contracción súbita se determinaron a partir de la distribución de presión. Además, los datos de cambio de presión se compararon con los cálculos de varias correlaciones propuestas por diferentes investigadores, así como con una nueva correlación desarrollada en este estudio. A partir de las comparaciones, se encontró que los cálculos de las correlaciones recién desarrolladas coincidían bien con los valores medidos dentro del error del 30%.
Descripción
Se investigaron experimentalmente las características de flujo de los flujos de líquido monofásico y de gas-líquido bifásico, incluyendo líquidos newtonianos y no newtonianos, en un microcanal rectangular horizontal con una contracción súbita, específicamente el cambio de presión a través de la contracción. La dimensión de la sección transversal rectangular tiene Wu x Hu (ancho x altura) = 0.99 x 0.50 mm^2 en el lado aguas arriba de la contracción y Wd x Hd = 0.49 x 0.50 mm^2 en el lado aguas abajo. La relación de contracción resultante, A (=Wd/Wu), fue 0.5. Se utilizó aire como gas de prueba (en el caso del experimento de flujo bifásico gas-líquido), agua destilada y tres tipos de soluciones acuosas, es decir, glicerina al 25% en peso, goma xantana al 0.1% en peso y poliacrilamida al 0.11% en peso como líquido de prueba. Se midió la distribución de presión en la dirección del flujo aguas arriba y aguas abajo del canal. El cambio de presión y la pérdida en la contracción súbita se determinaron a partir de la distribución de presión. Además, los datos de cambio de presión se compararon con los cálculos de varias correlaciones propuestas por diferentes investigadores, así como con una nueva correlación desarrollada en este estudio. A partir de las comparaciones, se encontró que los cálculos de las correlaciones recién desarrolladas coincidían bien con los valores medidos dentro del error del 30%.