Efecto De La Solubilidad De Un Surfactante Sobre El Proceso De Inestabilidad De Rayleigh En Capilares Cilíndricos

Abstract

En este trabajo se estudia la influencia de un surfactante soluble en la desestabilización
de películas líquidas que recubren la pared interior de capilares, analizando fundamentalmente
la variación de los tiempos de cierre (formación de puentes) en función de
parámetros que controlan la adsorción y la solubilidad del surfactante. El estudio se realizó
con un modelo 3D axisimétrico basado en las ecuaciones de Navier-Stokes y resolviendo en
forma simultánea el transporte del soluto en la fase e interfase, acoplados entre sí mediante la
adsorción/desorción de surfactante entre ellas. El modelo de ecuaciones resultante (dinámico,
no lineal y con frontera libre) se resolvió numéricamente utilizando una técnica convencional
y muy efectiva para este tipo de problemas: el método de elementos finitos conjuntamente
con el método de los spines, que permitió parametrizar la interfase y encontrar su posición
simultáneamente con los campos de flujo, presión y concentraciones en la fase e interfase. Los
resultados indican que con el aumento de la solubilidad y de la adsorción, puede descender
en forma apreciable el tiempo de formación de puentes, dado que se reducen los gradientes de
concentración y consecuentemente las tensiones de Marangoni (que tienen un efecto estabilizador).