Inestabilidad del recubrimiento de una fibra cilíndrica con un líquido viscoso

D. M. CAMPANA; J. DIEZ; A. G. GONZÁLEZ; R. GRATTON; F. A. SAITA

Villa de Merlo, San Luis Argentina

Conferencia; Reunión de la Asociación de Física Argentina 2006; 2006

Asociación de Física Argentina

Se estudia experimental y numéricamente la inestabilidad de una capa líquida anular que recubre la superficie de un alambre cilíndrico delgado. El recubrimiento se genera dejando deslizar por gravedad gotas de aceite siliconado (PDMS con viscosidad 20 St) centradas en el eje del alambre vertical. A su paso cada gota deja detrás de sí una pelíıcula líquida residual inicialmente uniforme, la que rápidamente se desestabiliza para dar lugar a la formaciónde perlas. Este proceso se registra en secuencias de imáenes digitales mediante un sistema óptico anamórfico diseñado de manera que la magnificación en sentido horizontal es un orden de magnitud mayor que en dirección axial. Este anamorfismo permite observar la formación de varias perlas dentro del campo visual manteniendo una alta resolución en la determinación del espesor de la película. Se obtienen diferentes espesores iniciales de recubrimiento en relación directa con el tamaño de las gotas deslizantes. Tanto estos espesores como el diámetro del alambre son lo suficientemente pequeños (décimas de milíımetro) como para que las perlas formadas no se desplacen significativamente durante el crecimiento de la inestabilidad. En los casos estudiados se observa que primero crece un modo cuya longitud de onda difiere de la de máximo crecimiento de la teoría lineal. Posteriormente, se desarrolla un segundo modo. Se miden las tasas de crecimiento de estos modos y se comparan con simulaciones numéricas.