Transporte de partículas no trazadoras en flujos simples

Abstract

Se realizó un estudio experimental del comportamiento de partículas transportadas en un flujo simple. Para ello se utilizaron pares de canales milimétricos con un ángulo de intersección de 0°, y un segmento de comunicación entre ellos, por los cuales se inyectan simultáneamente dos fluidos miscibles. Uno de los fluidos es una solución de agua que contiene un colorante (trazador pasivo) y microesferas (partículas no trazadoras) de flotabilidad neutra, el otro fluido está formado por la misma solución, pero sin ningún tipo de trazador. Para el análisis sistemático de las trayectorias de las partículas, se implementó un dispositivo experimental con técnicas de rastreo de partículas. Los experimentos fueron filmados con alta resolución temporal y espacial utilizando una cámara de alta resolución acoplada a una lupa de laboratorio. Las imágenes se analizaron con un programa de procesamiento desarrollado en el laboratorio. Se analizaron las trayectorias de las partículas para distintos número de Reynolds, obteniéndose la distribución, las velocidades y la concentración de microesferas a la salida de cada canal en función de los parámetros estudiados.

An experimental study on the behaviour of transported particles in a flow of simple geometry has been developed. A pair of millimetric channels that cross at 0°, with a shunt between them where two miscible fluids are inyected at constant flow rate. One of the fluids is a solution of dye (passive tracer) as well as microbeads (non passive tracer) of neutral buoyancy. The other fluid is made of the same solution but without any tracer. For the systematic study of the particle trajectories an experimental tracking method has been set up. The experiments have been recorded with a high spatial and temporal resolution camera coupled to a low power microscope. The images have been analysed with a coded processing program developed in our laboratory. The trajectories of the particles, with different Reynolds number, have been analysed, in order to obtain the distribution, speed and bead concentration at each outlet as a function of the used parameters and have been compared with previous results on similar geometries and miscible fluids.