DINÂMICA DA FORMAÇÃO DE GOTAS NA CONFIGURAÇÃO CROSS-JUNCTION

Abstract

É apresentado o estudo numérico da formação de gotas de óleo, que é o fluido disperso, em água, fluido continuo, utilizando a geometria cross-junction plana. As simulações deste microescoamento envolvendo dois fluidos viscosos, incompressíveis e imiscíveis em regime laminar e transiente são conduzidas no software Ansys Fluent com o método Volume of Fluid – VOF e as modelagens Continuum Surface Force – CSF e Continuum Surface Stress – CSS para incorporar os efeitos interfaciais. Os resultados obtidos, os quais são coerentes com a literatura, mostram que a formação de gotas depende de fatores como propriedades dos fluidos, condições operacionais, tipo de geometria e parâmetros numéricos. A formação das gotas ocorre na junção dos dois canais perpendiculares que formam a geometria cross-junction, quando as forças originadas pela pressão ultrapassam a resistência oferecida pela tensão interfacial entre os fluidos. Para as condições utilizadas, as gotas de óleo formadas são maiores do que o canal principal que as contém apresentando tamanho e espaçamento constante. Os efeitos interfaciais e a maior viscosidade do fluido disperso originam aumento e diminuição local da pressão.