Modelling surfactant effects on the onset of spontaneous droplet breakup in both regular and irregular T-junction microchannels

分手 微通道 材料科学 机械 拉普拉斯压力 表面张力 毛细管作用 惯性 毛细管数 收缩 环空(植物学) 拉普拉斯变换 热力学 格子Boltzmann方法 肺表面活性物质 分手 缩颈 两相流 粘性液体
作者
Jinggang Zhang,Haihu Liu,Dong Wang,Haihang Cui,L. Chen
出处
期刊:Journal of Fluid Mechanics [Cambridge University Press]
卷期号:1027
标识
DOI:10.1017/jfm.2025.11098
摘要

A lattice Boltzmann method is adopted to investigate the breakup of surfactant-free and surfactant-laden droplets in both regular and irregular T-junction microchannels. During droplet neck contraction, the neck thinning shifts from inertia dominated to interfacial tension dominated, causing spontaneous rapid neck collapse due to Rayleigh–Plateau instability. For the regular rectangular microchannels, we find that the prerequisite for the spontaneous breakup of a surfactant-free droplet is that the local capillary pressure in the triggering area exceeds the Laplace pressure difference between the inside and outside of the droplet neck. Results show that the critical neck thickness $\delta _\textit{cr}^{*}$ for the droplet spontaneous breakup increases with increasing height-to-width ratio $\chi$ of the microchannel in both surfactant-free and surfactant-laden systems. The presence of surfactants decreases $\delta _\textit{cr}^{*}$ at the identified $\chi$ , while the surfactant effects are gradually enhanced as $\chi$ increases. Subsequently, a constriction section is incorporated into the upper microchannel wall to establish an irregular microchannel. As constriction depth (length) increases, $\delta _\textit{cr}^{*}$ linearly decreases (increases) in the surfactant-free system, while $\delta _\textit{cr}^{*}$ exponentially decreases (linearly increases) in the surfactant-laden system. Four empirical formulas are proposed to predict the values of $\delta _\textit{cr}^{*}$ under varying constriction depths and lengths in the two systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zxizx完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
小屋完成签到,获得积分10
1秒前
李健的粉丝团团长的应助被Dfq采纳,获得10
2秒前
2秒前
BSDL发布了新的文献求助10
4秒前
mzhang2发布了新的文献求助30
4秒前
黄青青完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI6.4的应助被岩中花述采纳,获得10
5秒前
6秒前
11秒前
Orange的应助被haimianbaobao采纳,获得10
12秒前
英姑的应助被欣喜战斗机采纳,获得10
14秒前
BSDL完成签到,获得积分20
14秒前
RPG瑞发布了新的文献求助10
14秒前
钮黎昕发布了新的文献求助10
15秒前
结实的白羊完成签到,获得积分10
15秒前
gvbb的应助被彩名采纳,获得10
16秒前
molihuakai的应助被笑点低的白昼采纳,获得10
16秒前
111完成签到 ,获得积分10
16秒前
19秒前
20秒前
llqq完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
24秒前
24秒前
24秒前
下载文献啊完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
27秒前
哇呜发布了新的文献求助10
28秒前
didihe发布了新的文献求助30
28秒前
冷静石头完成签到,获得积分10
28秒前
小北完成签到,获得积分10
29秒前
29秒前
香蕉觅云的应助被zzzz采纳,获得30
29秒前
新八发布了新的文献求助10
30秒前
31秒前
wait发布了新的文献求助10
32秒前
ggg完成签到 ,获得积分10
32秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Biographisches Lexikon der hervorragenden Ärzte der letzten fünfzig Jahre [1880–1930]. Zugleich Fortsetzung des Biographischen Lexikons der hervorragenden Ärzte aller Zeiten und Völker 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Issues in Task-Based Language Teaching 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7787170
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9325793
关于积分的说明 20407103
捐赠科研通 7376125
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3322063
关于科研通互助平台的介绍 2469863
邀请新用户注册赠送积分活动 2338651