| Revista: | Revista mexicana de física |
| Base de datos: | PERIÓDICA |
| Número de sistema: | 000345207 |
| ISSN: | 0035-001X |
| Autores: | Ortiz, A1 López Villa, A2 Medina, A3 Higuera, F.J4 |
| Instituciones: | 1Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Ingeniería, México, Distrito Federal. México 2Instituto Mexicano del Petróleo, Coordinación del Posgrado, México, Distrito Federal. México 3Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, México, Distrito Federal. México 4Universidad Politécnica de Madrid, Escuela Técnica Superior de Ingenieros Aeronaúticos, Madrid. España |
| Año: | 2009 |
| Periodo: | Jun |
| Volumen: | 55 |
| Número: | 3 |
| Paginación: | 156-165 |
| País: | México |
| Idioma: | Español |
| Tipo de documento: | Artículo |
| Enfoque: | Analítico, teórico |
| Resumen en español | En este trabajo consideramos el problema del crecimiento y despegue de burbujas de gas en recipientes llenados con lıquidos viscosos y con paredes muy cercanas al orificio de inyecci´on del gas, de manera que las paredes afectan a la forma y el volumen de maximo crecimiento de la burbuja. Usando las ecuaciones de Stokes para flujo viscoso lento, tratamos dos casos axilsim´etricos de interes: a) el caso donde las paredes forman un cono vertical invertido, y b) el caso de una pared cilındrica vertical concentrica con el orificio de inyeccion. En ambos casos las ecuaciones de flujo fueron resueltas numericamente con el metodo de los elementos de contorno, y los resultados se expresaron en t´erminos de las formas de las burbujas, sus volumenes m´aximos y otras propiedades de interes para diferentes valores del n´umero de Bond y del numero capilar. Presentamos una comparaci´on cualitativa con las formas de las burbujas experimentales, obtenidas a caudales de gas constantes, en los sistemas aire-glicerina y aire-aceite de silicon. Dicha comparaci´on permite concluir que las soluciones numericas describen muy bien este fen´omeno. Nuestros resultados muestran tambi´en que la posibilidad de actuar sobre el angulo del cono o el radio del cilindro proporciona un metodo eficaz de controlar la forma y tamano de las burbujas generadas |
| Resumen en inglés | In this work we consider the problem of growth and detachment of gas bubbles in reservoirs filled with viscous liquids whose walls are very close to the gas injection orifice, in such a manner that the walls affects the bubble shape and its maximum volume of growing. Using the Stokes equations for slow viscous flow, we have studied two cases of interest: a) the case where the walls make a vertical inverted cone, and b) the case of a cylindrical wall concentric to the injection orifice. In both cases the fluid flow equations were solved numerically by using the Boundary Element Method (BEM), and the results are given in terms of the bubble shapes, their maximum volumes and other properties of interest for different values of the Bond and Capillary numbers. We present a qualitative comparison with the experimental bubbles obtained at constant gas flow rates, in the air-gliceryn and air-silicone oil systems. This comparison allows us to conclude that the numerical solutions describe very well this phenomenon. Our results also show that possibility of change of the cone angle or the cylinder radius yields an efficient method to control the shape and size of the produced bubbles |
| Disciplinas: | Física y astronomía |
| Palabras clave: | Dinámica de fluidos, Formación de burbujas, Método de elementos frontera, Flujo de gases, Líquidos, Viscosidad |
| Keyword: | Physics and astronomy, Fluid dynamics, Bubble formation, Boundary element method, Gas flow, Liquids, Viscosity |
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