Pressure-driven dynamics of liquid plugs in rectangular microchannels: Influence of the transition between quasi-static and dynamic film deposition regimes

Autor: S. Signe Mamba, Farzam Zoueshtiagh, Michael Baudoin
Přispěvatelé: Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Acoustique Impulsionnelle & Magnéto-Acoustique Non linéaire - Fluides, Interfaces Liquides & Micro-Systèmes - IEMN (AIMAN-FILMS-IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Acoustique Impulsionnelle & Magnéto-Acoustique Non linéaire - Fluides, Interfaces Liquides & Micro-Systèmes - IEMN (AIMAN-FILMS - IEMN), AcknowledgementWe acknowledge stimulating discussions with J.C. Magniez. This work was supported by Université de Lille., Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - Département Opto-Acousto-Électronique - UMR 8520 (IEMN-DOAE), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-INSA Institut National des Sciences Appliquées Hauts-de-France (INSA Hauts-De-France)-Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-INSA Institut National des Sciences Appliquées Hauts-de-France (INSA Hauts-De-France)
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: International Journal of Multiphase Flow
International Journal of Multiphase Flow, Elsevier, 2018, ⟨10.1016/j.ijmultiphaseflow.2018.10.019⟩
International Journal of Multiphase Flow, 2018, ⟨10.1016/j.ijmultiphaseflow.2018.10.019⟩
ISSN: 0301-9322
DOI: 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2018.10.019
Popis: In this paper, we study experimentally and theoretically the dynamics of liquid plugs in rectangular microchannels for both unidirectional and cyclic pressure forcing. In both cases, it is shown that the transition between quasi-static and dynamic film deposition behind the liquid plug leads to a dramatic acceleration of the plug, rapidly leading to its rupture. This behaviour proper to channels with sharp corners is recovered from a reduced dimension model based on previous theoretical and numerical developments. In addition, it is shown for cyclic periodic forcing that the plug undergoes stable periodic oscillations if it remains in the quasi-static film deposition regime during the first cycle, while otherwise it accelerates cyclically and ruptures. The transition between these two regimes occurs at a pressure-dependent critical initial length, whose value can be predicted theoretically.
International Journal of Multiphase Flow, Elsevier, In press
Databáze: OpenAIRE
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