MEZCLA INDUCIDA POR GRAVEDAD EN UNA GEOMETRÍA CONFINADA

Abstract

Estudiamos la mezcla espontánea de dos fluidos con una diferencia de densidad caracterizada por el número deAtwood At y que ocupa inicialmente (en una configuración gravitacionalmente inestable) medio tubo inclinado enun ángulo θ respecto de la vertical. Para θ bajos y At altos, se observa un flujo turbulento que induce una mezclaeficiente a través de la sección del tubo; para θ altos y At bajos, el flujo es laminar y estratificado presentando trescapas de diferentes densidades o, inclusive una contracorriente viscosa de los fluidos. Para valores intermedios, seobservan flujos intermitentes con secuencias de flujos laminares acelerando durante una fracción del tiempocreciente con θ. La estructura local del flujo y de la distribución de concentración han sido estudiados con PIV yLIF. En los regímenes de inercia, la velocidad de flujo se determina por el salto de concentración sobre el frentede desplazamiento. En el régimen turbulento, la velocidad varía linealmente en el diámetro del tubo, con unmáximo de transferencia de cantidad de movimiento en el eje. Para θ crecientes y At decrecientes, el gradiente deconcentración en el eje del tubo aumenta y aparecen canales de soluciones concentradas de cada fluido.