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Effect of liquid elasticity on the behaviour of high-speed focused jets
Indexado
WoS WOS:000614062200001
Scopus SCOPUS_ID:85100247994
DOI 10.1007/S00348-020-03128-W
Año 2021
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



We investigate the effect of highly contrasting non-Newtonian liquid properties on the formation of liquid jets with a focused shape. By using two nozzle-free ejection techniques, mechanically impact- and laser-induced, fast jets of a highly elastic (sodium polyacrylate) and weakly elastic (xanthan-gum) diluted polymer solutions are generated. A unique high-speed effect is encountered at the jet ejection onset of the highly elastic solution. Its jet-tip speed is on average 1.4 times faster in comparison to a Newtonian (glycerin/water) and the weakly elastic liquids. We explain this effect occurring as a result of the high viscoelasticity of the sodium polyacrylate solution. Additionally, a 'bungee jumper' jet behaviour (Morrison and Harlen in Rheol Acta 49(6):619-632, 2010) is observed in a regime of high speed (10 < V-j < 40 m/s) and high viscosity (mu > 20 mPa s) not previously examined. We additionally characterise the viscoelastic non-breakup jet limit using the Bazilevskii et al. (Fluid Dyn 40(3):376-392, 2005) ejection criterion. Herein, the extensional rheological parameters are measured implementing a novel DoS-CaBER technique (Dinic et al. in Lab Chip 17(3):460-473, 2017). Our findings may influence results of inkjet printing technologies and recent nozzle-free ejection systems for ejecting liquids with non-Newtonian properties.

Revista



Revista ISSN
Experiments In Fluids 0723-4864

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Disciplinas de Investigación



WOS
Engineering, Mechanical
Mechanics
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Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Franco-Gomez, A. Hombre Universidad de Chile - Chile
2 Onuki, H. - Tokyo Univ Agr & Technol - Japón
Tokyo University of Agriculture and Technology - Japón
3 Yokoyama, Y. - Tokyo Univ Agr & Technol - Japón
Tokyo University of Agriculture and Technology - Japón
4 Nagatsu, Y. - Tokyo Univ Agr & Technol - Japón
Tokyo University of Agriculture and Technology - Japón
5 Tagawa, Yoshiyuki Hombre Tokyo Univ Agr & Technol - Japón
Tokyo University of Agriculture and Technology - Japón

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Financiamiento



Fuente
Japan Society for the Promotion of Science
ANID Fondecyt
ANID FONDECYT, Chile
JSPS KAKENHI, Japan

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Agradecimientos



Agradecimiento
This work was funded by JSPS KAKENHI Grant numbers 17H01246 and 20H00223, Japan. A.F-G gratefully acknowledges funding from ANID FONDECYT Grant number 3200093, Chile.
This work was funded by JSPS KAKENHI Grant numbers 17H01246 and 20H00223, Japan. A.F-G gratefully acknowledges funding from ANID FONDECYT Grant number 3200093, Chile.

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