Estudio experimental de la producción de microchorros mediante enfocamiento gaseoso y campos eléctricos

Resumen

El objetivo principal de este estudio es el análisis experimental de dos de las técnicas más utilizadas en la producción controlada de chorros, gotas, burbujas y otras estructuras fluídicas: el electrospray y el flujo de enfocado. El flujo enfocado fue propuesto en 1998 por Gañan-Calvo como un procedimiento de producción de gotas monodispersas en la escala micrométrica. Para ello en la configuración se emplea la acción enfocante de una corriente externa gaseosa que cofluye con un chorro líquido (del que proceden las gotas) inyectado a través de un capilar cilíndrico submilimétrico atravesando ambos un orificio también submilimétrico situado enfrente del capilar. En este trabajo se analizan varias alternativas a esta configuración original como son el empleo de toberas de vidrio convergentes-divergentes o diversas modificaciones sobre dicha configuración original, que buscan la mejora de la estabilidad de la técnica, estudiando las ventajas y desventajas de cada una de esas técnicas alternativas. En electrospray, una gota líquida es sometida a la acción de un intenso campo eléctrico que la deforma hasta que un minúsculo chorro es emitido desde su punta. En este trabajo, se analiza el comportamiento de la gota electrificada cuando se aumenta el voltaje aplicado, en un caso cuando la velocidad de establecimiento del campo eléctrico es del orden del proceso eléctrico o hidrodinámico que sucede en el interior del líquido y en otro caso cuando es muy superior. El estudio se centra en las oscilaciones de las gotas y en la emisión del chorro producidos por voltajes subcríticos y supercríticos.