Formação de gotas em dispositivos milifluídicos.

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Lellis, Wilson Antonio
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Biphasic flow; CDF; Computational fluid dynamic; Droplet formation; Escoamento bifásico; Fluid mechanics; Fluidodinâmica computacional; Formação de gotas; Mecânica dos fluidos; Microfluidics; Milifluídica

As características do escoamento em microcanais para formação de gotas são apresentadas destacando-se a importância da força de tensão superficial. Tais características distinguem conhecimentos que compõem a chamada microfluídica baseada em gotas. O interesse na manipulação de pequenas quantidades de reagentes, a possibilidade de obter produtos químicos utilizando microdispositivos, separação de partes biológicas e obtenção de emulsões tem motivado o desenvolvimento e a pesquisa sobre a formação do escoamento bifásico em microcanais em diversos microdispositivos, os quais se diversificam à medida que evoluem seus processos de fabricação. Este trabalho abrange o escoamento que pode ser descrito pelas equações da mecânica dos fluidos aplicadas ao meio contínuo. Apresenta os conceitos básicos ligados à tensão superficial e interfacial, as equações da mecânica dos fluidos aplicadas ao meio contínuo, as junções utilizadas com seus mecanismos e regime de escoamento associado a eles, uma teoria sobre o método numérico utilizado no estudo da formação de gotas através da Mecânica dos Fluidos Computacional. Ao final traz um experimento de formação de gotas de água em óleo e a simulação correspondente, comparando os resultados experimentais com a simulação e obtenção de alguns resultados não medidos através dos resultados obtidos na simulação. Os experimentos permitiram medir o comprimento das gotas formadas e a distância entre elas e seu tempo de formação. O comprimento das gotas formadas é de 3,67 mm, a distância entre elas de 5,30 mm e o tempo de formação das gotas é de 1,12 s. Os resultados obtidos na simulação aproximam-se dos experimentais, sendo comparados com resultados obtidos em simulações bidimensionais e tridimensionais com refinamento da malha. O apêndice traz resultados experimentais com outras vazões.