Inestabilidad del recubrimiento de una fibra cilíndrica con un líquido viscoso

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

Mendoza, Argentina

Conferencia; IX Reunión sobre Recientes Avances en Física de Fluidos y sus Aplicaciones; 2006

División Fluidos y Plasmas, Asociación 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 película líquida residual inicialmente uniforme, la que rápidamente se desestabiliza para dar lugar a la formación de  perlas. Este proceso se registra en secuencias de imágenes 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 milímetro) 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.