Sobre la Propagación de Ondas Hidrotermales en una Capa de Fluido con Partículas Sólidas Dispersas Acopladas en Dos Direcciones
Autores: Lappa, Marcello
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Sobre la Propagación de Ondas Hidrotermales en una Capa de Fluido con Partículas Sólidas Dispersas Acopladas en Dos Direcciones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Ondas hidrotermales
Fracción de masa sólida
Tamaño de partícula
Número de Stokes
Comportamiento de patrón de partículas
Circulación de Marangoni
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se investiga la propagación de ondas hidrotermales en una cavidad abierta poco profunda, calentada de manera diferencial y llena de un fluido complejo (una mezcla de aceite con partículas metálicas esféricas sólidas), en el marco de una metodología híbrida numérica acoplada bidireccionalmente Euleriana-Lagrangiana. Exploramos la respuesta de este sistema a la fracción de masa sólida (carga de masa) y al tamaño de las partículas (número de Stokes). Los resultados muestran que las partículas y los efectos relacionados (inerciales y de arrastre) pueden causar modificaciones apreciables en las propiedades de la onda, lo que lleva a una reducción de su velocidad de propagación. También se pueden observar dinámicas interesantes en términos del comportamiento de patrón de las partículas a medida que se incrementa el número de Stokes. Debido a la acción conjunta que ejercen los distintos rollos de viaje sobre la masa sólida dispersa, los bucles de acumulación relacionados inducidos por efectos centrífugos se distorsionan progresivamente y finalmente se rompen. Las partículas tienden a agruparse (a medida que pasa el tiempo) a lo largo de la periferia inferior de la circulación principal de Marangoni y, como resultado de este mecanismo y de las diferentes velocidades del flujo de retorno y de la perturbación hidrotermal, se forma un límite ondulado que separa el área superior rica en partículas de una región relativamente empobrecida junto a la pared inferior.
Descripción
Se investiga la propagación de ondas hidrotermales en una cavidad abierta poco profunda, calentada de manera diferencial y llena de un fluido complejo (una mezcla de aceite con partículas metálicas esféricas sólidas), en el marco de una metodología híbrida numérica acoplada bidireccionalmente Euleriana-Lagrangiana. Exploramos la respuesta de este sistema a la fracción de masa sólida (carga de masa) y al tamaño de las partículas (número de Stokes). Los resultados muestran que las partículas y los efectos relacionados (inerciales y de arrastre) pueden causar modificaciones apreciables en las propiedades de la onda, lo que lleva a una reducción de su velocidad de propagación. También se pueden observar dinámicas interesantes en términos del comportamiento de patrón de las partículas a medida que se incrementa el número de Stokes. Debido a la acción conjunta que ejercen los distintos rollos de viaje sobre la masa sólida dispersa, los bucles de acumulación relacionados inducidos por efectos centrífugos se distorsionan progresivamente y finalmente se rompen. Las partículas tienden a agruparse (a medida que pasa el tiempo) a lo largo de la periferia inferior de la circulación principal de Marangoni y, como resultado de este mecanismo y de las diferentes velocidades del flujo de retorno y de la perturbación hidrotermal, se forma un límite ondulado que separa el área superior rica en partículas de una región relativamente empobrecida junto a la pared inferior.