Doigté visqueux :
Lors des transitions liquide-liquide, la différence de viscosité entre les deux liquides peut conduire à un phénomène appelé doigté visqueux. Cela se produit lorsqu’un liquide de viscosité inférieure déplace l’autre liquide de viscosité plus élevée, entraînant la formation de structures ou de motifs en forme de doigts à l’interface. Les doigtés visqueux peuvent avoir un impact sur la vitesse et la dynamique de la transition, ainsi que sur la morphologie et la stabilité des phases résultantes.
Tension interfaciale et forces capillaires :
Les forces hydrodynamiques interagissent également avec la tension interfaciale et les forces capillaires, qui sont des facteurs cruciaux dans les transitions liquide-liquide. La tension interfaciale apparaît en raison de l’énergie nécessaire pour créer une interface entre deux liquides non miscibles. Les forces capillaires proviennent de la courbure de l’interface et de la différence de pression qui la traverse. L'interaction entre les forces hydrodynamiques, la tension interfaciale et les forces capillaires détermine la forme d'équilibre, la stabilité et la dynamique de l'interface liquide-liquide.
Transitions de phase induites par le flux :
Dans certains systèmes, les forces hydrodynamiques peuvent induire des transitions liquide-liquide qui ne se produiraient pas dans des conditions statiques. Par exemple, dans certains mélanges liquides binaires, l’application d’un écoulement de cisaillement peut favoriser la formation d’une nouvelle phase liquide ou induire une transition d’un mélange homogène à un état de phases séparées. Ces transitions de phase induites par l'écoulement sont souvent observées dans les dispositifs microfluidiques ou dans des conditions d'écoulement spécifiques.
Mélange et transfert de masse :
L'hydrodynamique joue un rôle crucial dans les processus de mélange et de transfert de masse lors des transitions liquide-liquide. Les modèles d'écoulement, la turbulence et le transport convectif peuvent affecter de manière significative la vitesse à laquelle les deux liquides se mélangent et atteignent l'équilibre. Un mélange efficace est essentiel pour obtenir un mélange homogène ou pour extraire des composants d’une phase liquide à l’autre.
Formation et coalescence de gouttelettes :
Dans les systèmes liquide-liquide impliquant des gouttelettes ou des émulsions dispersées, les forces hydrodynamiques influencent la formation, la distribution granulométrique et la coalescence des gouttelettes. L'interaction entre les forces de cisaillement, la tension interfaciale et la viscosité détermine la stabilité des gouttelettes et le comportement global de l'émulsion.
Comprendre les effets de l'hydrodynamique sur les transitions liquide-liquide est crucial dans divers domaines, notamment le génie chimique, la science des matériaux, la microfluidique et les sciences pharmaceutiques. En contrôlant et en manipulant les conditions hydrodynamiques, il est possible d'influencer le comportement des phases, les processus de mélange et les propriétés des systèmes liquide-liquide pour les applications souhaitées.
