Pumping, spraying, and mixing of fluids by electric fields

Authors


  • Managed by Lockheed Martin Energy Research Corp.

Abstract

The mechanism of electrostatic spraying of insulating fluids, such as air or organic solvents, into relatively conductive fluids, such as water, is investigated in this work. Experiments with air sprayed into water through an electrified capillary showed that the pressure inside the capillary increases, reaches a maximum, and then decreases as the applied voltage is increased. The initial pressure increase is due to the electric stress on the fluid interface, while the decrease is due to the Coulombic electrohydrodynamic flow generated near the end of the capillary. It is shown that electric fields can cause simultaneous pumping, spraying, and mixing of fluids. This phenomenon is demonstrated for air and kerosene in water.

Abstract

On étudie dans ce travail le mécanisme de vaporisation électrostatique de fluides isolants, tels que l'air ou des solvants organiques, dans des fluides relativement conducteurs, tels que l'eau. Les expériences d'air vaporisé dans l'eau dans un capillaire électrifié montre que la pression dans le capillaire augmente, atteint un maximum, puis diminue lorsqu'on augmente le voltage appliqué. L'augmentation de la pression initiale est due à la contrainte électrique sur l'interface du fluide, tandis que sa diminution est due à l'écoulement électrohydrodynamique Coulombien induit près de l'extrémité du capillaire. On montre que les champs électriques peuvent causer un pompage, une vaporisation et un mélange simultanés des fluides. Ce phénomène est démontré pour l'air et le kérosène dans l'eau.

Ancillary