El fenomeno de la eyeccion de gotas: caso de un fluido macromolecular

Abstract

El tema de la formación de “spray” es de interés tanto industrial como desde el punto de vista de la física no lineal. Requiere un detallado conocimiento de las condiciones en que se forman las gotas del “spray” debido a la necesidad de controlar el tamaño de las mismas y las condiciones de eyección El objeto de este trabajo experimental, es la caracterización del fenómeno de eyección de gotas de un fluido macromolecular. El polímero seleccionado POE, tiene la particular propiedad de reducción de la tensión superficial cuando se aumenta su concentración. Se analizó el proceso a partir de una capa liquida depositada en una celda vibrante. La aceleración a la cual se produce la eyección de gotas (umbral de eyección) se determino para soluciones con diferentes concentraciones de POE y en un rango relativamente bajo de frecuencias. En particular, se analizó el comportamiento de las soluciones de Polyoxietileno (POE) poniendo en evidencia la influencia de las propiedades reológicas del fluido en la etapa estudiada. Un aspecto de interés, es el control del tamaño de gota. Se puso en evidencia cuales eran los factores físicos (viscosidad y/o tensión superficial) que pesan mas en la respuesta de las soluciones estudiadas. Al mismo tiempo, se analizaron críticamente los modelos de eyección y tamaño de gota, de manera de poder identificar los factores que condicionan el comportamiento del polímero eyectado desde una celda vibrante.

Spray formation is not only of industrial interest, it is also important from non linear physics perspective. It requires detailed knowledge of the droplets creation in order to control their size, as well as the ejection conditions. This experimental work addressed the macromolecular characterization of some fluids ejection phenomena. The fluids selected were Poliethylene (POE) liquid solutions, which exhibit decreasing surface tension with increasing concentration. Droplets production was investigated from a liquid layer laid on a vibrating cell; control parameters were acceleration and frequency. The acceleration which induces ejection was measured for solutions of different POE concentrations. Ejection threshold occurred at a relative low frequency range. Evidence was found out of the influence of the rheological properties on the ejection behavior and the resulting droplets size. The relative importance of physical properties, such as viscosity or surface tension, on liquid response was established.