Calculadora de Tamaño y Frecuencia de Gota
Calcule el diámetro, volumen y frecuencia de ruptura de las gotas para boquillas de pulverización utilizando la dinámica de flujo bifásico. Ajuste los parámetros en tiempo real y vea los resultados al instante.
Parámetros de la Gota
Los resultados se actualizan en vivo a medida que ajusta los deslizadores.
Entendiendo los Parámetros
Cada entrada corresponde a una propiedad física que rige la formación de gotas en sistemas de flujo bifásico. Aquí se explica qué controla cada una.
Fuerza de cohesión interfacial
Medida en mN/m, la tensión superficial es la fuerza principal que resiste la ruptura de las gotas. Valores más bajos, logrados mediante surfactantes o temperatura elevada, producen gotas más pequeñas. Agua-aire ≈ 72 mN/m; las interfaces aceite-agua suelen ser de 10–50 mN/m.
Resistencia a la deformación
La viscosidad dinámica del líquido formador de gotas en centipoises (cP). Una mayor viscosidad resiste la deformación, ralentizando la ruptura y aumentando el tamaño de la gota. Agua ≈ 1 cP; aceites minerales ligeros 10–100 cP; aceites pesados pueden superar los 1000 cP.
Eficiencia de la fuerza de cizallamiento
La viscosidad de la fase portadora circundante. Una mayor viscosidad de la fase continua aumenta el arrastre viscoso y la transferencia de momento, produciendo típicamente gotas más grandes debido a una menor efectividad del cizallamiento. Crítico para los cálculos de los números de Weber y Reynolds.
Rendimiento de material de la gota
El caudal volumétrico de la fase que forma las gotas, en μL/min. Un Qd más alto aumenta el tamaño de las gotas y la tasa de producción. En sistemas microfluídicos, esto varía de 1 a 100 μL/min; los atomizadores industriales operan a caudales absolutos mucho más altos.
Entrada de energía de cizallamiento
El caudal de la fase portadora en μL/min. El aumento de Qc eleva la fuerza de cizallamiento en la interfaz, promoviendo gotas más pequeñas y uniformes. La relación Qc/Qd es el parámetro de ajuste más práctico para controlar el tamaño de las gotas en sistemas microfluídicos y de pulverización bifásica.
Física gobernante
El tamaño de la gota resulta del equilibrio entre las fuerzas de tensión superficial (que resisten la ruptura) y las fuerzas de cizallamiento viscosas (que promueven la ruptura). El cálculo utiliza una correlación mejorada que incorpora el número de Weber, la relación de viscosidad y la relación de caudal a través de tres multiplicadores de configuración de Raydrop.
Esta calculadora proporciona estimaciones basadas en correlaciones establecidas de flujo bifásico. Los tamaños de gota reales pueden variar debido a la geometría del orificio de la boquilla, los efectos de la temperatura, el comportamiento de fluidos no newtonianos y las condiciones transitorias no capturadas en este modelo. Para aplicaciones críticas —farmacéuticas, inyección de combustible, medicina de aerosoles— valide los resultados experimentalmente utilizando difracción láser (LDSA) o anemometría Doppler de fase (PDA).
Los ingenieros de NozzlePro pueden especificar el tipo de boquilla, el tamaño del orificio y la presión de operación para que coincidan con la distribución del tamaño de gota y la tasa de producción requeridas.