Rol de las fuerzas aerodinámicas para micro-partículas no esféricas en el fenómeno de resuspensión

VILLAGRÁN OLIVARES, MARCELA C.; UÑAC, R.O.; A.M. VIDALES; BENITO, J.G.

Congreso; XVI Reunión sobre Recientes Avances en Física de Fluidos y sus Aplicaciones; 2021

División de Fluidos de la AFA

En el fenómeno de resuspensión de partículas, en especial cuando las mismas son depositadas previamente en una superficie rugosa y sometidas a un flujo de aire, es de gran importancia poder entender los mecanismos de despegue para el desarrollo de modelos adecuados que expliquen dicho fenómeno. Los mecanismos que intervienen en este proceso dependen fuertemente de las fuerzas aplicadas a la micro-partícula, la geometría de la misma, y la topografía de la superficie sobre la cual se encuentra depositada. Así, las fuerzas aerodinámicas (de ?drag? y ?lift?) juegan un rol fundamental en el fenómeno y estudiarlas en detalle nos permite comprender y avanzar en mejores modelos físicos, especialmente para el caso de partículas de forma irregular. En este trabajo presentamos un completo análisis de las fuerzas de ?drag? y de ?lift? en virtud de estudios recientes que se pueden encontrar en la bibliografía, aplicados a distintas geometrías de partículas [1, 2]. Mostraremos también cómo se pueden adaptar los modelos matemáticos de estas fuerzas al proceso de resuspensión. Finalmente, utilizando estas fuerzas aerodinámicas en un modelo de simulación de Monte Carlo desarrollado por nosotros, mostraremos que los resultados obtenidos se corresponden con la tendencia de los datos experimentales recientes encontrados en la literatura [3] para el fenómeno de resuspensión de partículas de forma irregular. [1] S. Tran-Cong et al. (2004). Drag coefficients of irregularly shaped particles, Powder Technology 139, 21?32.[2] P. Fillingham, R.S. Vaddi, A. Bruning et al. (2021). Drag, lift, and torque on a prolate spheroid resting on a smooth surface in a linear shear flow, Powder Technology 377, 958?965.[3] Kalyan Kottapalli & Igor V. Novosselov (2019). Experimental study of aerodynamic resuspension of RDX residue, Aerosol Science and Technology, 53:5, 549-561.