Cross-stream migration of droplets in a confined shear-thinning viscoelastic flow: Role of shear-thinning induced lift
Notice bibliographique
Résumé
Shear-thinning viscoelastic (STVE) flows exhibit intriguing phenomena owing to their complex rheology and the coupling of various forces involved. Here, we present an understanding of the cross-stream migration of droplets in a confined STVE flow and unravel the role of a shear-thinning induced lift force (FSM) in their dynamical behavior. We perform experiments with popular STVE liquids of different molecular weights and concentrations (c) for Reynolds numbers Re < 1 and Weissenberg numbers Wi = 0.01–7.4. Our results reveal larger droplets (of drop-to-channel ratio β ≥ 0.28) that follow their original streamlines, whereas smaller droplets (β ≤ 0.2) exhibit center ward migration and the migration rates depend upon the drop-to-medium viscosity (k) and elasticity (ξ) ratios. The lateral displacement of droplets is tracked using high-speed imaging that is used to estimate the relevant forces using suitable correlations. We find that the migration dynamics of droplets is underpinned by the non-inertial lift (FNIL), viscoelastic lift (FVM, FVD), and shear-thinning induced lift (FSM) forces. We provide experimental evidence of the proposed FSM and, from analytical scaling and empirical modeling, develop an expression for FSM ∼ ΔμΔγ̇D3.7/h1.7 (with R2 = 0.95) for an object at a distance h from the wall and with a drop in viscosity Δμ and strain rate Δγ̇ across its diameter D. Our study sheds light on the underlying dynamics on droplets in an STVE medium and opens up avenues for sorting and focusing of drops in an STVE medium at low Re.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».