Influencia de la ecuación de estado sobre la predicción numérica del espesor del film en el proceso de recubrimiento por inmersión

MARCELO EDUARDO BERLI; DIEGO M. CAMPANA; MARIA DELIA GIAVEDONI; FERNANDO ADOLFO SAITA

Colonia del Sacramento

Congreso; XI Reunión sobre Recientes Avances en Física de Fluidos y sus Aplicaciones; 2010

El proceso de recubrimiento por inmersión consiste en la extracción de un sustrato sólido de sde el interior de un baño líquido con velocidad constante. La variable más importante desde el punto de vista tecnológico es el espesor de la película formada, el cual depende del valor de los parámetros que caracterizan al proceso (número capilar, número de Reynolds, número elástico cuando hay un surfactante en el sistema, etc.)  En particular, las soluciones de un modelo simplificado (Park, 1992) y del modelo hidrodinámico completo  (Campana y col. 2010), indican que la presencia de un soluto tensioactivo adsorbido en la interfase da lugar a películas más gruesas que las correspondientes al sistema limpio equivalente, en un rango de números capilares que depende del número elástico. En ambos trabajos se supone que la tensión interfacial varía linealmente con la concentración local del surfactante en la interfase.  Si bien una relación lineal es adecuada cuando la distribución interfacial del soluto es relativamente uniforme, no es de esperar que ocurra lo mismo cuando la concentración de soluto en el film es muy diferente del valor que se impone  en la superficie del baño líquido lejos del sustrato.  En este trabajo  se analiza numéricamente el proceso de recubrimiento por inmersión de un sustrato plano en presencia de un surfactante insoluble, usando dos ecuaciones constitutivas no lineales para describir la relación entre la tensión interfacial y la concentración interfacial del soluto: la expresión de Frumkin y la de Langmuir. Los valores de espesor de película computados con estas ecuaciones se comparan con los obtenidos con la forma lineal.