Estudio Numérico Del Efecto De Agentes Tensioactivos Sobre El Proceso De Inestabilidad De Rayleigh En Capilares

Abstract

Este trabajo presenta los resultados de un nuevo modelo 3D axisimétrico para la
simulación de problemas de inestabilidad capilar en tubos y en presencia de un surfactante
insoluble en la fase líquida. Para ello, se resolvieron en forma numérica las ecuaciones de
Navier-Stokes y una ecuación de transporte de masa sobre la interfase, utilizando una
combinación de técnicas eficiente basadas en el método de elementos finitos. Los resultados
permiten una clara visualización de los complejos mecanismos que se producen a nivel de la
fase e interfase. Se investigó el efecto de retardo que produce el surfactante en la formación
de puentes líquidos para un amplio rango del parámetro elástico superficial, comparando los
resultados con los obtenidos mediante modelos simplificados y ecuaciones evolutivas. Se
encontró que estos últimos predicen tiempos de cierre menores, con una diferencia en el
orden del 20% frente a los nuevos resultados. La realización de este trabajo permitió evaluar
por primera vez la magnitud de este error. Por otro lado, este modelo permitirá el estudio de
otra serie de problemas (inestabilidad capilar en el recubrimiento de filamentos, chorros de
fluido, etc.), donde las condiciones de los parámetros invalidan los modelos simplicados.