Seminario del DFI: "Jets capilares: Formación controlada de gotas“

Lugar: Sala F-12, Edi!cio de Fìsica, Av. Blanco Encalada 2008.

Fecha: 12 de marzo a las 16:00 hrs.

Expositor: Dr. María Luisa Cordero (DFI-FCFM, Universidad de Chile).

Resumen: La estabilidad de un jet capilar sujeto a la acción de la tensión superficial es uno de los problemas más clásicos de dinámica de fluidos. Los primeros estudios se remontan a fines de 1800 con los estudios de Plateau y Rayleigh quienes consideraron un fluido perfecto rodeado de un medio no viscoso e infinito. Desde entonces múltiples trabajos han expandido estos resultados, considerando diferentes parámetros tales como la densidad, viscosidad y velocidad de ambos fluidos y el confinamiento en una geometría finita. Basándose en la ruptura de un jet en gotas por esta inestabilidad, el uso de jets capilares se ha expandido a variadas aplicaciones tales como impresión de tinta, atomización de aerosoles y producción de emulsiones.
Los jets líquidos exhiben dos tipos de comportamiento, dependiendo esencialmente de la competición entre fuerzas viscosas y capilares. Estos dos comportamientos son los que se observan al abrir progresivamente un grifo en la cocina: a bajo caudal el agua se rompe en gotas inmediatamente a la salida del grifo, un fenómeno denominado “dripping”. Al aumentar el caudal el agua forma una larga columna que se desestabiliza en gotas, a lo cual llamamos “jetting”. Estudios recientes relacionan estos fenómenos en dos tipos de inestabilidad hidrodinámica: mientras que el comportamiento de dripping correspondería a una inestabilidad absoluta, el comportamiento de jetting sería un reflejo de una inestabilidad convectiva.
En este seminario mostraré la caracterización experimental de un jet de fluido en geometría confinada en su comportamientos tipo dripping y jetting, y la comparación con las teorías existentes, confirmando la relación entre los tipos de inestabilidad y los diferentes comportamientos observados. La teoría permite predecir, en el régimen de jetting, la formación de gotas de tamaño controlado mediante el forzamiento a una frecuencia dada, lo cual se demuestra experimentalmente mediante el uso de un láser focalizado de potencia modulada sinusoidalmente que desestabiliza localmente el sistema.

Contacto: cfalcon@ing.uchile.cl

Organiza: Departamento de Físicas de la FCFM.