Alturas de equilibrio de líquidos en celdas de Hele–Shaw corrugadas bajo penetración capilar espontánea

M. Franciscoª, A. Medinaª, F.A. Sánchez^b and F.J. Higuera^c

ª SEPI–ESIME–A, Instituto Politécnico Nacional, Av. de las Granjas 682, Col. Sta. Catarina Azcapotzalco D.F., 02550, México.

^b FIME, Universidad Autónoma de Nuevo León, Monterrey, N.L., México.

^c ETSI Aeronáuticos, UPM, Plaza Cardenal Cisneros, Madrid, Spain.

Resumen

Se presenta un método simple y general para calcular las alturas de equilibrio de un líquido que penetra espontáneamente, por capilaridad, en una celda de Hele–Shaw vertical y corrugada. La corrugación se impuso sobre cada una de las paredes interiores de las placas que forman la celda como funciones coseno y de esta forma se generan canales periódicos verticales. Se encuentra que esta corrugación determina complejos perfiles de equilibrio que pueden ser integrados para estimar los volumenes de líquido absorbido o de gas desalojado. Se discuten también resultados para celdas corrugadas con una inclinación α respecto a la vertical.

Descriptores: Penetración capilar; superficie libre; micro y nano flujos.

Abstract

A simple and general method to calculate the equilibrium heights of a liquid that penetrates spontaneously, due to capillarity, into a corrugated Hele–Shaw cell is presented. A cosine–like corrugation was imposed on each internal face of the plates that made the cell and periodic channels were generated. It were found complex equilibrium heights which allow to evaluate the volumes of absorbed liquid or expelled gas. Equilibrium heights were also evaluated in corrugated tilted cells.

Keywords: Capillary penetration; free surface flows; micro and nano flows.

PACS: 47.55.N–; 47.60.Dx; 47.61.–k

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Agradecimientos

Este trabajo fué realizado con el apoyo del IPN, Proyecto 20071443, y del PAICYT–UANL. Los autores también agradecen el apoyo del CONACyT bajo el proyecto 62054.

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