Pinzamiento Líquido Enfocado en la Generación de Gotas en Cápsula Coaxial

Área de la Ciencia:

• Dinámica de fluidos
• Reología
• Microfluídica

Sus antecedentes:

• La investigación de la dinámica de gotas es crucial para comprender diversos procesos industriales.
• La inestabilidad de pinzamiento en interfaces de fluidos es un fenómeno fundamental con implicaciones significativas.
• Los sistemas de gotas pendientes coaxiales ofrecen una plataforma única para estudiar flujos interfaciales complejos.

Objetivo del estudio:

• Investigar experimental y numéricamente la dinámica de pinzamiento de una gota interna no viscosa dentro de una estructura de gota pendiente coaxial.
• Determinar los factores que influyen en la tasa de adelgazamiento de la gota interna durante el pinzamiento.
• Identificar las condiciones que conducen a la formación de gotas satélite.

Principales métodos:

• Investigación experimental del pinzamiento de gotas internas no viscosas en una gota pendiente coaxial.
• Simulaciones numéricas para modelar el flujo de fluido y la dinámica de la interfaz.
• Análisis de las tasas de adelgazamiento y las diferencias en los radios del cuello (Δh_min) bajo diversas condiciones.

Principales resultados:

• El pinzamiento de la gota interna se acelera en una configuración coaxial en comparación con una gota simple, atribuido al enfoque del flujo.
• El efecto de enfoque del flujo se intensifica significativamente cuando la relación entre los radios de las boquillas interna y externa (R̃) supera 0.67.
• La diferencia en los radios mínimos del cuello (Δh_min) predice de manera confiable las tasas de adelgazamiento de la gota interna y la formación de gotas satélite, observado cuando Δh_min es del 0.3% al 1% de la longitud capilar.

Conclusiones:

• La geometría de la gota pendiente coaxial altera significativamente la dinámica de pinzamiento de la gota interna a través del enfoque del flujo.
• La relación de los radios de las boquillas y la diferencia en los radios mínimos del cuello son parámetros clave que rigen el comportamiento del pinzamiento y la generación de gotas satélite.
• La comprensión de estas dinámicas es vital para controlar la ruptura y formación de gotas en dispositivos microfluídicos y otras aplicaciones.