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
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
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.
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.