Escalado de la ruptura de gotas en orificios de homogeneizadores de alta presión. Parte II: Visualización de la ruptura turbulenta de gotas
Autores: Mutsch, Benedikt; Preiss, Felix Johannes; Dagenbach, Teresa; Karbstein, Heike Petra; Kähler, Christian J.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 12
Citaciones: Sin citaciones
La formación de emulsiones es de gran interés en la industria química y alimentaria, y la ruptura de gotas es el proceso clave. La ruptura de gotas en un flujo tranquilo o laminar está bien entendida; sin embargo, los procesos industriales reales siempre se encuentran en el régimen de flujo turbulento, lo que lleva a fenómenos de ruptura de gotas más complejos. Dado que las mediciones ópticas de alta resolución en escalas microscópicas son extremadamente difíciles de realizar, muchos aspectos de la ruptura turbulenta de gotas son físicamente poco claros. Para superar este problema, se utilizan configuraciones experimentales a escala (con factores de escala de 5 y 50) en conjunto con una configuración a escala original como referencia. Además de la escala geométrica, se mantuvieron constantes otros números adimensionales, como el número de Reynolds, la relación de viscosidad y la relación de densidad. La escalación permite la observación de los fenómenos en escalas macroscópicas, siendo el objetivo mostrar que el enfoque de escalado hace posible transferir directamente los hallazgos de la escala macro a la micro/escalas originales. En este artículo, que sigue a la Parte I donde se compararon los campos de flujo y se encontró que eran similares, se muestra mediante visualizaciones de ruptura que el proceso de ruptura turbulenta de gotas es similar en todas las escalas. Esto hace posible transferir los resultados de variaciones de parámetros detalladas investigadas en la escala macro a la escala micro. La evaluación y análisis de los resultados implican que la ruptura de gotas es desencadenada e influenciada fuertemente por la intensidad y las escalas del movimiento de flujo turbulento.
Descripción
La formación de emulsiones es de gran interés en la industria química y alimentaria, y la ruptura de gotas es el proceso clave. La ruptura de gotas en un flujo tranquilo o laminar está bien entendida; sin embargo, los procesos industriales reales siempre se encuentran en el régimen de flujo turbulento, lo que lleva a fenómenos de ruptura de gotas más complejos. Dado que las mediciones ópticas de alta resolución en escalas microscópicas son extremadamente difíciles de realizar, muchos aspectos de la ruptura turbulenta de gotas son físicamente poco claros. Para superar este problema, se utilizan configuraciones experimentales a escala (con factores de escala de 5 y 50) en conjunto con una configuración a escala original como referencia. Además de la escala geométrica, se mantuvieron constantes otros números adimensionales, como el número de Reynolds, la relación de viscosidad y la relación de densidad. La escalación permite la observación de los fenómenos en escalas macroscópicas, siendo el objetivo mostrar que el enfoque de escalado hace posible transferir directamente los hallazgos de la escala macro a la micro/escalas originales. En este artículo, que sigue a la Parte I donde se compararon los campos de flujo y se encontró que eran similares, se muestra mediante visualizaciones de ruptura que el proceso de ruptura turbulenta de gotas es similar en todas las escalas. Esto hace posible transferir los resultados de variaciones de parámetros detalladas investigadas en la escala macro a la escala micro. La evaluación y análisis de los resultados implican que la ruptura de gotas es desencadenada e influenciada fuertemente por la intensidad y las escalas del movimiento de flujo turbulento.