Insights sobre encapsulamento de bolhas após impacto de gotas em filmes líquidos finos

A compreensão precisa da fenomenologia do impacto de gotas em superfícies secas/umedecidas e frias/aquecidas é cada vez mais relevante para implementar biocombustíveis na aviação civil. O resultado do impacto da gota depende das condições pré-impacto e um evento raramente pesquisado é o encapsulamento de uma bolha quando esse impacto ocorre em filmes líquidos finos. Portanto, o objetivo do trabalho experimental relatado é investigar o mecanismo desse encapsulamento de bolhas. Os resultados mostram que o mecanismo que leva à formação de uma bolha possui duas etapas. Na primeira etapa, após a gota impactar um filme líquido estável, ocorre um respingo imediato seguido por um respingo em coroa. A folha ascendente se propaga em uma direção quase normal em relação ao filme líquido, mas seu raio na base continua a expandir, levando finalmente ao colapso interno da borda em coroa que encapsula ar dentro da cúpula. Na segunda etapa, três fenomenologias diferentes de encapsulamento de bolha podem ocorrer. No topo da coroa fechada, um jato (fenomenologia 1) ou dois jatos são formados (fenomenologias 2 e 3). Para a fenomenologia 2, o jato ascendente eventualmente colapsa devido à influência gravitacional, enquanto o jato descendente continua a crescer até atingir o filme líquido, se anexando a ele, esticando e se descolando da parte superior na folha hemisférica fina, formando uma bolha. Na fenomenologia 3, o jato ascendente é alto o suficiente para permitir sua ruptura e ejeção de uma grande gota antes do colapso do jato ascendente. Muitas gotículas secundárias caem sobre a bolha e uma delas eventualmente romperá a cúpula, levando a mais atomização secundária. Além disso, a primeira perturbação imposta ao filme líquido pelo impacto da gota é estudada e uma correlação empírica é proposta para sua velocidade de propagação. Finalmente, a geometria da bolha é investigada.