El grueso de la espuma en envases granulados

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Dinámica de fluidos La dinámica de fluidos.
• Ciencia de la coloide Ciencia de las coloides.

Sus antecedentes:

• El engrosamiento de la espuma, el aumento en el tamaño de la burbuja debido a la difusión del gas, altera las propiedades de la espuma.
• Comprender el comportamiento de la espuma en espacios confinados como los medios porosos es fundamental para las aplicaciones.
• Los modelos existentes a menudo no capturan completamente las complejidades de la dinámica de espuma confinada.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la dinámica de engrosamiento de la espuma líquida confinada dentro de envases de granos esféricos.
• Para determinar la influencia de la fracción líquida y el tamaño del grano en las tasas de grueso de espuma confinada.
• Desarrollar y validar un modelo que prediga con precisión el engrosamiento bajo confinamiento.

Principales métodos:

• Variación sistemática del tamaño del grano y la fracción líquida (7-25%) en experimentos de espuma confinada.
• Observación experimental de la dinámica de coarsening de espuma dentro de un medio granular.
• Desarrollo de un modelo basado en la fracción líquida efectiva para describir la dinámica observada.

Principales resultados:

• La tasa de grueso de espuma confinada muestra una menor sensibilidad a la fracción líquida en comparación con las espumas a granel.
• La relación entre el tamaño de la burbuja y el tamaño del grano surge como un factor dominante que rige la dinámica de engrosamiento.
• Un modelo que incorpora la fracción líquida efectiva captura con éxito las observaciones experimentales.
• Observación de pequeñas burbujas persistentes en puentes de líquidos, que actúan como sitios de acumulación.

Conclusiones:

• La fracción líquida efectiva es un parámetro clave para modelar el grueso de la espuma bajo confinamiento.
• La proporción de tamaño de burbuja a grano influye significativamente en las tasas de grueso en medios porosos.
• La presencia de puentes de líquido y las pequeñas burbujas asociadas afectan la estabilidad de la espuma y la evolución en sistemas confinados.