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Formación de burbujas en líquidos viscosos contenidos en conos y cilindros

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Author(s): A. Ortiz | A. López-Villa | A. Medina | F.J. Higuera

Journal: Revista Mexicana de Física
ISSN 0035-001X

Volume: 55;
Issue: 3;
Start page: 166;
Date: 2009;
Original page

Keywords: Formación de burbujas | método de elemento frontera | flujos de gas | líquido

ABSTRACT
En este trabajo consideramos el problema del crecimiento y despegue de burbujas de gas en recipientes llenados con líquidos viscosos y con paredes muy cercanas al orificio de inyección del gas, de manera que las paredes afectan a la forma y el volumen de máximo crecimiento de la burbuja. Usando las ecuaciones de Stokes para flujo viscoso lento, tratamos dos casos axilsimétricos de interés: a) el caso donde las paredes forman un cono vertical invertido, y b) el caso de una pared cilíndrica vertical concéntrica con el orificio de inyección. En ambos casos las ecuaciones de flujo fueron resueltas numéricamente con el método de los elementos de contorno, y los resultados se expresaron en términos de las formas de las burbujas, sus volumenes máximos y otras propiedades de interés para diferentes valores del número de Bond y del número capilar. Presentamos una comparación cualitativa con las formas de las burbujas experimentales, obtenidas a caudales de gas constantes, en los sistemas aire-glicerina y aire-aceite de silicón. Dicha comparación permite concluir que las soluciónes numéricas describen muy bien este fenómeno. Nuestros resultados muestran también que la posibilidad de actuar sobre el ángulo del cono o el radio del cilindro proporciona un método eficaz de controlar la forma y tamaño de las burbujas generadas.
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