Estudio experimental y teórico sobre el movimiento de cese de una gota manipulada por una boquilla de soplado de aire

Resumen En este estudio, se investiga experimental y teóricamente el proceso dinámico de una gota que se mueve con el sustrato hasta ser bloqueada por el flujo de aire. Se ha llevado a cabo una serie de experiments para investigar los impactos de las propiedades de humectación, los volúmenes de la gota, las velocidades del flujo de aire y las velocidades de la gota. El sustrato es impulsado por un motor de movimiento lineal para asegurar que la gota se mueva a una cierta velocidad junto al sustrato. El flujo de aire, que es inyectado verticalmente desde las boquillas hacia el sustrato, se conoce como chorro impactante. Después de que el flujo de aire impacta el sustrato, soplará horizontalmente. Cuando la dirección del flujo de aire es opuesta a la del movimiento de la gota, se ejercerá una fuerza sobre la superficie de la gota. Esta acción provoca la deformación de la gota y la cesación de su movimiento, lo que resulta eventualmente en un estado de equilibrio. La forma de la gota y los procesos de movimiento se registran con una cámara de alta velocidad. Se establece un modelo matemático que considera el efecto del ángulo de contacto de la gota, el tamaño de la gota, la velocidad de movimiento de la gota y la velocidad del flujo de aire en el estado de equilibrio. Se utilizan factores de correlación en el modelo para el coeficiente de arrastre y la velocidad promedio del aire que actúa sobre la gota. Se encontró que la tasa de flujo de aire requerida para detener el movimiento de la gota aumenta con la velocidad de movimiento de la gota y el tamaño de la gota, pero disminuye con el aumento del ángulo de contacto. El modelo matemático, cuando se equipara con factores de correlación adecuados, exhibe buena concordancia con los datos experimentales y podría potencialmente utilizarse como un predictor de la velocidad crítica para la cesación del movimiento de la gota.