Dinámica de chorro asociada con el impacto de gotas en un sustrato micropilado
Autores: Asai, Brooklyn; Siddique, Anayet Ullah; Tan, Hua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Dinámica de chorro asociada con el impacto de gotas en un sustrato micropilado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Jetting
Impacto de gotas
Sustrato micropilado hidrofílico
Chorro capilar
Explosión de burbujas
Leyes de escalado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El fenómeno de chorro asociado con el impacto de gotas sobre un sustrato micropilado hidrofílico fue analizado en detalle utilizando una cámara de alta velocidad. Las viscosidades de los fluidos se variaron utilizando diferentes concentraciones de glicerol en agua desionizada. Este artículo tiene como objetivo conectar similitudes entre esta forma de chorro capilar y otro fenómeno de chorro bien conocido proveniente de la explosión de burbujas. Ambos experimentan un colapso de cavidad cuando los frentes de fluido opuestos colisionan, lo que causa una singularidad en la superficie del líquido, llevando así a la ocurrencia de chorro. Siguiendo los procesos utilizados para definir leyes de escalado para la explosión de burbujas, se tomó un enfoque similar para derivar leyes de escalado para la altura del chorro adimensional, el radio del chorro, la altura de la base y el radio de la base del chorro con respecto al tiempo adimensional para el fenómeno de chorro asociado con el impacto de gotas. El desarrollo de una gota superior antes de la ruptura del chorro también permite examinar una ley de escalado para el diámetro de estrangulación. Encontramos que con los factores de escalado adecuados, la evolución del perfil del chorro puede colapsar en un perfil maestro para diferentes fluidos y velocidades de impacto. La dependencia temporal del diámetro de estrangulación antes de la ruptura del chorro sigue la ley de potencias con un exponente de ~2/3. En contraste, para otros parámetros del chorro, como el radio y la altura, no se encontró que la relación de ley de potencias con la dependencia del tiempo tuviera un patrón claro que emergiera de estos estudios.
Descripción
El fenómeno de chorro asociado con el impacto de gotas sobre un sustrato micropilado hidrofílico fue analizado en detalle utilizando una cámara de alta velocidad. Las viscosidades de los fluidos se variaron utilizando diferentes concentraciones de glicerol en agua desionizada. Este artículo tiene como objetivo conectar similitudes entre esta forma de chorro capilar y otro fenómeno de chorro bien conocido proveniente de la explosión de burbujas. Ambos experimentan un colapso de cavidad cuando los frentes de fluido opuestos colisionan, lo que causa una singularidad en la superficie del líquido, llevando así a la ocurrencia de chorro. Siguiendo los procesos utilizados para definir leyes de escalado para la explosión de burbujas, se tomó un enfoque similar para derivar leyes de escalado para la altura del chorro adimensional, el radio del chorro, la altura de la base y el radio de la base del chorro con respecto al tiempo adimensional para el fenómeno de chorro asociado con el impacto de gotas. El desarrollo de una gota superior antes de la ruptura del chorro también permite examinar una ley de escalado para el diámetro de estrangulación. Encontramos que con los factores de escalado adecuados, la evolución del perfil del chorro puede colapsar en un perfil maestro para diferentes fluidos y velocidades de impacto. La dependencia temporal del diámetro de estrangulación antes de la ruptura del chorro sigue la ley de potencias con un exponente de ~2/3. En contraste, para otros parámetros del chorro, como el radio y la altura, no se encontró que la relación de ley de potencias con la dependencia del tiempo tuviera un patrón claro que emergiera de estos estudios.