Impacto de gotas en mallas metálicas suspendidas: Efectos de la humectabilidad, números de Reynolds y Weber
Autores: Vontas, Konstantinos; Boscariol, Cristina; Andredaki, Manolia; Georgoulas, Anastasios; Crua, Cyril; Walther, Jens Honoré; Marengo, Marco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Impacto de gotas en mallas metálicas suspendidas: Efectos de la humectabilidad, números de Reynolds y Weber
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Penetración líquida
Medios porosos
Impacto de gotas
Mallas metálicas
Volumen de Fluido
Análisis paramétrico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
El análisis de penetración de líquidos en medios porosos es de gran importancia en una amplia gama de aplicaciones, como la tecnología de impresión por chorro de tinta, la pintura y el diseño textil. Este artículo presenta una investigación sobre el impacto de gotas en mallas metálicas, con el objetivo de proporcionar información al identificar y cuantificar características de impacto que son difíciles de medir experimentalmente. Para este propósito, se utiliza un marco de simulación numérica de Volumen de Fluido (VOF) mejorado, desarrollado previamente en el contexto general del Toolbox CFD OpenFOAM. Los impactos de gotas en mallas metálicas se realizan tanto experimental como numéricamente con un grado de acuerdo satisfactorio. De la investigación experimental se observan tres resultados principales: deposición, imbibición parcial y penetración. La penetración en mallas suspendidas conduce a un espectacular chorro múltiple por debajo de la malla. Una mayor cantidad de penetración de líquido está relacionada con una mayor velocidad de impacto, menor viscosidad y mayor tamaño de poro. Se proporciona una estimación de la penetración de líquido para evaluar las propiedades de impregnación de las mallas. A partir del análisis paramétrico se muestra que la viscosidad del líquido afecta significativamente las características de adhesión de las gotas, mientras que la ruptura de la gota después del impacto está controlada principalmente por la tensión superficial. Además, se encuentra que las características de humectabilidad juegan un papel importante tanto en la penetración de líquidos como en la ruptura de gotas por debajo de la malla.
Descripción
El análisis de penetración de líquidos en medios porosos es de gran importancia en una amplia gama de aplicaciones, como la tecnología de impresión por chorro de tinta, la pintura y el diseño textil. Este artículo presenta una investigación sobre el impacto de gotas en mallas metálicas, con el objetivo de proporcionar información al identificar y cuantificar características de impacto que son difíciles de medir experimentalmente. Para este propósito, se utiliza un marco de simulación numérica de Volumen de Fluido (VOF) mejorado, desarrollado previamente en el contexto general del Toolbox CFD OpenFOAM. Los impactos de gotas en mallas metálicas se realizan tanto experimental como numéricamente con un grado de acuerdo satisfactorio. De la investigación experimental se observan tres resultados principales: deposición, imbibición parcial y penetración. La penetración en mallas suspendidas conduce a un espectacular chorro múltiple por debajo de la malla. Una mayor cantidad de penetración de líquido está relacionada con una mayor velocidad de impacto, menor viscosidad y mayor tamaño de poro. Se proporciona una estimación de la penetración de líquido para evaluar las propiedades de impregnación de las mallas. A partir del análisis paramétrico se muestra que la viscosidad del líquido afecta significativamente las características de adhesión de las gotas, mientras que la ruptura de la gota después del impacto está controlada principalmente por la tensión superficial. Además, se encuentra que las características de humectabilidad juegan un papel importante tanto en la penetración de líquidos como en la ruptura de gotas por debajo de la malla.