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Transportando partículas con anillos de vórtice

Autores: Gulinyan, Van; Kuzikov, Fedor; Podgornyi, Roman; Shirkin, Daniil; Zakharov, Ivan; Sadrieva, Zarina; Korobkov, Maxim; Muzychenko, Yana; Kudlis, Andrey

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Transportando partículas con anillos de vórtice


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Anillos de vórtice
Micropartículas coloidales
Expresiones matemáticas
Suspensiones coloidales inhomogéneas
Aproximaciones analíticas
Observaciones experimentales

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Debido a su naturaleza de larga duración, los anillos de vórtice son muy prometedores para el transporte sin contacto de micropartículas coloidales. Sin embargo, debido a la alta complejidad de las estructuras, su descripción utilizando expresiones matemáticas rigurosas y en forma cerrada es un desafío, particularmente en presencia de suspensiones coloidales fuertemente inhomogéneas. En este trabajo, estudiamos de manera integral este fenómeno, poniendo especial énfasis en una descripción cuantitativa de la capacidad de los anillos de vórtice para mover las partículas suspendidas en un líquido a distancias que superan significativamente las dimensiones del anillo. Además, dentro del estudio, presentamos aproximaciones analíticas sencillas extraídas mediante el ajuste de las observaciones experimentales y de simulación numérica que revelan la dinámica de los anillos de vórtice transportando las micropartículas. Esto incluye tanto la dependencia de la concentración en la distancia recorrida por el anillo de vórtice como los coeficientes que describen la evolución de la forma del anillo de vórtice en el tiempo, que no se habían presentado antes en la literatura. Resulta que, a pesar de que la modelización en 2D es una simplificación de la solución completa del problema en 3D y no puede capturar algunos de los efectos menores del comportamiento real, ha demostrado una buena consistencia con los resultados obtenidos a través de experimentos en relación con el proceso de transporte de partículas.

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