¿Por qué las burbujas de aire se pegan a los lados de los tubos de plástico?

Estoy viendo fluir agua con burbujas de aire a través de un tubo de plástico transparente. El diámetro interior es de unos pocos mm. Las burbujas suelen tener el mismo diámetro que el tubo, con una longitud aproximadamente igual o de hasta varios cm de largo. No estoy seguro de qué tipo de plástico está hecha la manguera, pero es bastante flexible. La tasa general de flujo de agua varía pero, adivinando a simple vista, está en el rango de aproximadamente 1 cm/seg a 10 cm/seg.

A menudo, las burbujas se pegarán en un lugar o se romperán y una porción permanecerá atascada. La siguiente burbuja puede desprenderse, pero luego puede quedarse atascada en el mismo lugar. Supongo que hay algún tipo de contaminación o cargas electrostáticas para explicar esto. ¿Cuál es exactamente la física de esto? ¿Qué relaciones existen entre el tipo de plástico (u otro material), las propiedades del fluido, la temperatura, el caudal, etc.?

Si la física se entiende lo suficientemente bien, ¿hay alguna forma de simular este fenómeno numéricamente, como CFD o algo así? ¿Existe software de simulación?

No necesariamente tiene que ser contaminación/carga; también puede ser un defecto microscópico en el cuerpo del tubo que es responsable.

Respuestas (1)

Este es un ejemplo de nucleación ; la transición de fase se desencadena por un punto (relativamente) áspero en el límite del fluido, debido a la interrupción de la tensión superficial. En un sistema con límites fluidos uniformes, los cambios de fase pueden retrasarse debido a la falta de sitios de nucleación.