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Experimentación Física y Numérica de la Colisión de Gotas de Agua en una Pared: Una Comparación entre los Esquemas PLIC y HRIC para la Ecuación de Transporte VOF con Imágenes de Alta Velocidad

Autores: de Lima, Bruno Silva; Sommerfeld, Martin; de Souza, Francisco José

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Experimentación Física y Numérica de la Colisión de Gotas de Agua en una Pared: Una Comparación entre los Esquemas PLIC y HRIC para la Ecuación de Transporte VOF con Imágenes de Alta Velocidad


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Películas líquidas
Aplicaciones de ingeniería
Gotas de agua
Experimentación
Simulaciones numéricas
Método del volumen de fluido

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las películas líquidas se encuentran a menudo en aplicaciones de ingeniería con grosores que varían desde escalas micrométricas hasta escalas grandes con una amplia gama de aplicaciones. Para optimizar tales sistemas, los investigadores se han dedicado al desarrollo de nuevas técnicas. Para contribuir aún más a este desarrollo, el objetivo de este trabajo es presentar los resultados de la colisión de gotas de agua contra una pared mediante experimentación y simulaciones numéricas. Para la experimentación física, se utiliza un inyector para generar una cadena de gotas de agua que colisionan con la pared opuesta, formando una película líquida. Se obtuvieron imágenes de las gotas utilizando dos cámaras de grabación de alta velocidad. Se presentan los resultados para diferentes tamaños de gotas y ángulos de impacto, y se estableció la relación entre el parámetro de momento y el tamaño de charca no dimensional. Modelar tales procesos es un desafío común en ingeniería, con diferentes técnicas que tienen sus ventajas y limitaciones. Las simulaciones en este trabajo se realizaron utilizando el método del volumen de fluido, que consiste en resolver una ecuación de transporte para la fracción de volumen de cada fluido considerado. Se encontró una correlación entre la relación de tensión superficial al transporte de momento, Scd, y el tamaño de charca no dimensional para diferentes tamaños de gotas y ángulos de impacto. Se encontraron regiones donde las deposiciones parciales eran más propensas a ocurrir a través de experimentos físicos.

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