"MODELACIÓN DEL PROCESO DE ROMPIMIENTO DE GOTA EN EMULSIONES DURANTE EL FLUJO A TRAVÉS DE CAPILARES CON CONSTRICCIÓN"
"Durante el flujo bifásico inmiscible en medios porosos, cuando el fluido mojante es desplazado por otro fluido en un capilar con constricción, la fase desplazada deja una película delgada en la pared, la cual puede aumentar su espesor y romper la continuidad de la otra fase. Este fenómeno es c...
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2017 |
| País: | México |
| Institución: | Universidad Autónoma de Querétaro |
| Repositorio: | Repositorio Institucional de la Universidad Autónoma de Querétaro |
| OAI Identifier: | oai:ri-ng.uaq.mx:123456789/1385 |
| Acceso en línea: | http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/1385 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | flujo a escala de poro microfluídica criterio dinámico de ruptura de gota métodos pseudo-espectrales pore scale flow microfluidics dynamic snap-off criteria pseudo- spectral methods INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA |
| Sumario: | "Durante el flujo bifásico inmiscible en medios porosos, cuando el fluido mojante es desplazado por otro fluido en un capilar con constricción, la fase desplazada deja una película delgada en la pared, la cual puede aumentar su espesor y romper la continuidad de la otra fase. Este fenómeno es conocido como rompimiento de gota o snap-off, y es uno de los principales mecanismos de formación de emulsiones dentro del medio poroso. En esta tesis se analiza teórica y experimentalmente el rompimiento de gota durante el flujo a través de capilares con constricción en sistemas que involucran líquidos y gases. El enfoque teórico aquí planteado se divide en dos temas principales: uno es la resolución de modelos matemáticos que describen la evolución de la interfase entre los fluidos hasta que ocurre el rompimiento de gota; el otro consiste en la determinación a priori, mediante los llamados criterios de ruptura, de las condiciones de flujo en las que ocurre o se inhibe el rompimiento de gota. Para el primer planteamiento se propone un marco de trabajo basado en métodos pseudo-espectrales de series de Fourier con el que son resueltos los modelos de rompimiento de gota para diferentes tipos de interfases. Los resultados de la modelación matemática utilizando este marco de trabajo unificador concuerdan aceptablemente con los reportados en la literatura. En cuanto a los criterios de ruptura, se establecieron formulaciones empíricas para condiciones dinámicas de flujo basadas en el análisis del número capilar límite, en el cual se inhibe el snap-off, considerando el efecto que tiene en éste la tasa de viscosidades. Por otra parte, se expone la metodología con la que se realizaron una serie de experimentos de microfluídica, consistentes en la inyección de emulsiones monodispersas (aceite / agua) a través de un microdispositivo transparente formado de una red de microcanales cilíndricos, el cual es monitoreado con un microscopio óptico con cámara digital de alta velocidad. Se presentan los resultados de diferentes casos de estudio definidos por la relación del tamaño de gota con el tamaño de las constricciones del medio, bajo el mismo régimen de flujo e igual concentración." |
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