Efecto de la inercia en la dinámica de autopropulsión de microburbujas contaminadas con tensioactivos.

E. S. RODRÍQUEZ CACIK; G L. MIÑO; J. LU; C. M. CORVALÁN; S. UBAL

Oro Verde

Conferencia; XVI Meeting on Recent Advances in Physics of Fluids and its Applications; 2021

Facultad de Ingeniería de UNER/ Instituto de Investigación y Desarrollo en Bioingeniería y Bioinformática (IBB) - CONICET - UNER

El flujo de burbujas está presente en numerosas situaciones tales como en el tratamiento deaguas residuales, sistemas de limpieza por inyección de burbujas, embolias de gas o recuperaciónmejorada de petróleo. Cuando estas burbujas, por distintos mecanismos, entran en contacto consurfactante, se produce la contaminación de una parte de la interfase de la burbuja, lo que generala aparición de un gradiente de tensión superficial logrando como resultado el movimiento de ́esta a través de un mecanismo de autopropulsión (convección de Marangoni). En un trabajoprevio (Ubal y col., 2021) hemos analizado la dinámica de autopropulsión de burbujas que seencuentran inmersas en un fluido puramente viscoso (Re = 0) utilizando dinámica de fluidoscomputacional. Los resultados obtenidos muestran que la duración del movimiento de la burbujaes inversamente proporcional a la fracción de área superficial contaminada por surfactante dela burbuja, mientras que el desplazamiento es directamente proporcional a la fracción de árealimpia de la misma.En este trabajo se analizó la dinámica de autopropulsión de burbujas considerando ahorael efecto de la inercia, para un n ́umero de Reynolds moderado (Re = 100). Se resolvieronnuméricamente las ecuaciones axisimétricas de Navier-Stokes y transporte de surfactante paradiferentes valores de fracción de área contaminada (0), manteniendo fijos los parámetrosrestantes (números de Reynolds, Marangoni y Péclet).Los resultados muestran que para una fracción de área contaminada menor que un cierto valorde esta variable (denominado e) el desplazamiento total de la burbuja es menor respecto aldesplazamiento en un fluido puramente viscoso, mientras que si e0 >e ̃ el desplazamiento de laburbuja es ligeramente mayor que el obtenido cuando se estudia en un fluido viscoso. En todoslos casos, este desplazamiento es menor que el radio de la burbuja.El estudio detallado de distintas variables físicas, tales como campos de flujo y concentración,nos ha permitido identificar diferencias significativas en la dinámica del movimiento de laburbuja en un fluido cuya inercia es considerable, en comparación con el caso puramente viscoso.