Αλλά τι γίνεται με τη ροή; Η επίδραση της υδροδυναμικής στις μεταβάσεις υγρού-υγρού
ιξώδες δάχτυλο:
Κατά τη διάρκεια των μεταβάσεων υγρού-υγρού, η διαφορά στα ιξώδη μεταξύ των δύο υγρών μπορεί να οδηγήσει σε ένα φαινόμενο γνωστό ως ιξώδες δάχτυλο. Αυτό συμβαίνει όταν ένα υγρό με χαμηλότερο ιξώδες μετατοπίζει το άλλο υγρό με υψηλότερο ιξώδες, με αποτέλεσμα το σχηματισμό δομών δομών ή μοτίβων στη διεπαφή. Το ιξώδες δάχτυλο μπορεί να επηρεάσει τον ρυθμό και τη δυναμική της μετάβασης, καθώς και τη μορφολογία και τη σταθερότητα των φάσεων που προκύπτουν.
Διεπιστημονική ένταση και τριχοειδή δυνάμεις:
Οι υδροδυναμικές δυνάμεις αλληλεπιδρούν επίσης με τη διεπιφανειακή τάση και τις τριχοειδείς δυνάμεις, οι οποίες είναι κρίσιμοι παράγοντες σε μεταβάσεις υγρού-υγρού. Η διεπιφανειακή ένταση προκύπτει λόγω της ενέργειας που απαιτείται για τη δημιουργία μιας διασύνδεσης μεταξύ δύο μη αναμίξιμων υγρών. Οι τριχοειδείς δυνάμεις προέρχονται από την καμπυλότητα της διασύνδεσης και τη διαφορά πίεσης σε όλη αυτή. Η αλληλεπίδραση μεταξύ των υδροδυναμικών δυνάμεων, της διεπιφανειακής τάσης και των τριχοειδών δυνάμεων καθορίζει το σχήμα ισορροπίας, τη σταθερότητα και τη δυναμική της διεπαφής υγρού-υγρού.
μεταβάσεις φάσης που προκαλούνται από ροή:
Σε ορισμένα συστήματα, οι υδροδυναμικές δυνάμεις μπορούν να προκαλέσουν μεταβάσεις υγρού-υγρού που δεν θα συνέβαιναν υπό στατικές συνθήκες. Για παράδειγμα, σε ορισμένα δυαδικά υγρά μίγματα, η εφαρμογή της ροής διάτμησης μπορεί να προάγει τον σχηματισμό μιας νέας υγρής φάσης ή να προκαλέσει μετάβαση από ένα ομοιογενές μίγμα σε κατάσταση διαχωρισμένης φάσης. Αυτές οι μεταβάσεις φάσης που προκαλούνται από ροή παρατηρούνται συχνά σε μικρορευστοειδείς συσκευές ή υπό συγκεκριμένες συνθήκες ροής.
Μίξη και μεταφορά μάζας:
Η υδροδυναμική διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στις διαδικασίες ανάμειξης και μεταφοράς μάζας κατά τη διάρκεια μεταβάσεων υγρού-υγρού. Τα πρότυπα ροής, η αναταραχή και η μεταφορά μεταφοράς μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά τον ρυθμό με τον οποίο τα δύο υγρά αναμειγνύονται και να φθάσουν στην ισορροπία. Η αποτελεσματική ανάμειξη είναι απαραίτητη για την επίτευξη ενός ομοιογενούς μίγματος ή για την εξαγωγή εξαρτημάτων από μία υγρή φάση στην άλλη.
Σχηματισμός σταγονιδίων και συγχώνευση:
Σε συστήματα υγρού-υγρού που περιλαμβάνουν διασκορπισμένα σταγονίδια ή γαλακτώματα, οι υδροδυναμικές δυνάμεις επηρεάζουν τον σχηματισμό, την κατανομή μεγέθους και τη συγχώνευση των σταγονιδίων. Η αλληλεπίδραση μεταξύ των δυνάμεων διάτμησης, της διεπιφανειακής τάσης και του ιξώδους καθορίζει τη σταθερότητα των σταγονιδίων και τη συνολική συμπεριφορά του γαλακτώματος.
Η κατανόηση των επιπτώσεων της υδροδυναμικής στις μεταβάσεις υγρού-υγρού είναι κρίσιμη σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της χημικής μηχανικής, της επιστήμης των υλικών, των μικρορευστικών και των φαρμακευτικών επιστημών. Με τον έλεγχο και τον χειρισμό των υδροδυναμικών συνθηκών, είναι δυνατόν να επηρεαστεί η συμπεριφορά φάσης, οι διαδικασίες ανάμειξης και οι ιδιότητες των συστημάτων υγρού-υγρού για τις επιθυμητές εφαρμογές.
