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Accelerating Fluids01:17

Accelerating Fluids

1.4K
When a fluid is in constant acceleration, the pressure and buoyant force equations are modified. Suppose a beaker is placed in an elevator accelerating upward with a constant acceleration, a. In the beaker, assume there is a thin cylinder of height h with an infinitesimal cross-sectional area, ΔS.
The motion of the liquid within this infinitesimal cylinder is considered to obtain the pressure difference. Three vertical forces act on this liquid:
1.4K
Free Jet01:14

Free Jet

238
Free jets describe the flow of liquid exiting a reservoir through an opening into the atmosphere without resistance. The velocity (v) of the liquid jet is derived using Bernoulli's principle and expressed as:
238
Atomic Absorption Spectroscopy: Atomization Methods01:25

Atomic Absorption Spectroscopy: Atomization Methods

662
Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) atomizes samples through flame atomization or electrothermal atomization. Flame atomization typically involves a nebulizer and spray chamber assembly to combine the sample with a fuel–oxidant mixture, creating a fine aerosol mist that enters a burner. Typically, the fuel and oxidant are combined in an approximately stoichiometric ratio. However, for atoms that are easily oxidized, a fuel-rich mixture may be more advantageous. Only about 5% of the...
662
Bernoulli's Equation for Flow Along a Streamline01:30

Bernoulli's Equation for Flow Along a Streamline

1.1K
Bernoulli's equation relates the energy conservation in a fluid moving along a streamline. The equation applies to incompressible and inviscid fluids under steady flow. For such a flow, Newton's second law is applied to a small fluid element, which experiences forces due to pressure differences, gravity, and velocity variations. The force balance leads to the following form of Bernoulli's equation:
1.1K
Newtonian Fluid: Problem Solving01:18

Newtonian Fluid: Problem Solving

392
Newtonian fluids exhibit a constant viscosity, meaning their shear stress and shear strain rate are directly proportional. This property ensures a predictable and stable response to applied forces, maintaining a linear relationship between force and flow. Examples include water, air, and light oils, consistently demonstrating this proportional behavior regardless of external conditions.
A velocity gradient forms within the fluid when a Newtonian fluid is placed between two parallel plates, with...
392
Precipitate Formation and Particle Size Control01:16

Precipitate Formation and Particle Size Control

947
In precipitation gravimetry, the precipitating agent should react specifically or selectively with the analyte. While a specific reagent reacts with the analyte alone, a selective reagent can react with a limited number of chemical species.
The obtained precipitate should be either a pure substance of known composition or easily converted to one by a simple process, such as ignition or drying. In addition, the precipitate should be insoluble and easily filterable. In general, filterability...
947

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Un método de interpolación mejorado para simular la atomización electrohidrodinámica en el régimen de chorro de cono

Kofi Owusu-Sekyere1, Yongzhong Chen1, Jiameng Tian1

  • 1School of Energy and Power Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, Jiangsu 212013, China.

Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|August 23, 2025
PubMed
Resumen

Un nuevo método de interpolación de promedio híbrido (HAM) mejora las simulaciones numéricas para la atomización electrohidrodinámica (EHD). HAM mejora la precisión en la predicción de la distribución de la carga y la formación de gotas en comparación con los métodos tradicionales.

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Área de la Ciencia:

  • Dinámica de fluidos computacional (CFD)
  • La electrohidrodinámica (EHD)
  • Modelado de flujo multifásico

Sus antecedentes:

  • La tecnología de electrospray en el régimen de chorro de cono es crucial para los procesos de atomización.
  • Los métodos de interpolación tradicionales como la media aritmética ponderada (WAM) y la media armónica ponderada (WHM) exhiben limitaciones en la estabilidad y la eficiencia computacional para las simulaciones de EHD.
  • Las simulaciones numéricas precisas son vitales para comprender y optimizar la atomización de EHD.

Objetivo del estudio:

  • Introducir y evaluar un nuevo método de interpolación de promedio híbrido (HAM) para mejorar las simulaciones numéricas en la atomización de EHD.
  • Comparar el rendimiento de HAM con los métodos tradicionales de WAM y WHM en la captura de la dinámica de interfaz y las características de carga.
  • Mejorar la precisión y fiabilidad de los modelos computacionales de dinámica de fluidos (CFD) para los sistemas EHD.

Principales métodos:

  • Desarrollo y aplicación del método de interpolación de la media híbrida (HAM).
  • Simulaciones numéricas de electrospray en el régimen de chorro de cono utilizando CFD.
  • Análisis comparativo de HAM, WAM y WHM a través de puntos de referencia numéricos y experimentales centrados en la distribución de la carga, la evolución del menisco y la formación de gotas.

Principales resultados:

  • El método HAM demuestra una precisión superior en el modelado de las distribuciones de campos eléctricos y las fuerzas interfaciales en comparación con WAM y WHM.
  • HAM logró un error del 4,5% en las predicciones de corriente de haz, superando significativamente a WHM (10,4%) y WAM (17,5%).
  • Para las predicciones del diámetro de las gotas, HAM mostró un error del 1,2%, mientras que WHM tuvo un error del 11,8% y WAM un error del 11,2%.

Conclusiones:

  • El método de interpolación de promedio híbrido (HAM) ofrece un avance significativo en la precisión y confiabilidad de las simulaciones numéricas para la atomización electrohidrodinámica.
  • La selección de métodos de interpolación adecuados es fundamental para mejorar las capacidades predictivas de los modelos CFD en sistemas EHD complejos.
  • HAM proporciona un enfoque equilibrado, combinando la estabilidad de WHM y la simplicidad de WAM para mejorar la dinámica de interfaz y el modelado de características de carga.