Gotas que atingem o revestimento da aeronave podem quebrar a película protetora do fluido anticongelante, deixando para trás pontos secos suscetíveis ao congelamento perigoso. De maneira semelhante, as peças lubrificadas em uma máquina industrial podem perder sua proteção contra o atrito se gotículas em queda fizerem furos no filme. Publicado em Fluidos , a última parte de uma série de estudos com experimentos vistosos em câmera lenta por pesquisadores da Skoltech e seu colega da Universidade de York revisitam esse processo, desta vez passando da água para fluidos mais viscosos. As descobertas são importantes para melhorar o tratamento antigelo e os protocolos de lubrificação.
"Os processos industriais que envolvem tratamento antigelo e lubrificação exigem que você mantenha um filme líquido contínuo em toda a superfície de interesse", explicou o primeiro autor do estudo, o cientista de pesquisa sênior Viktor Grishaev, da Skoltech. "No entanto, se a natureza da superfície é tal que repele o líquido, o próprio ato de reabastecer o filme pulverizando líquido na superfície pode criar pontos secos vulneráveis ​​devido a colisões de gotículas com o filme. Nosso estudo explica quando isso acontece e como para minimizar o risco de isso acontecer."

Existem três parâmetros principais que os engenheiros podem controlar para evitar a quebra do filme. Por um lado, filmes mais espessos são mais difíceis de quebrar, porque nesse caso a colisão tem que criar uma cratera maior, ou então fechará e não formará um buraco estável. Supondo que a espessura do filme seja fixa, você pode reduzir a energia de impacto e, portanto, evitar atingir o tamanho crítico da cratera ajustando um ou ambos os dois parâmetros de gotículas:Você precisa de gotículas menores ou que se movem mais lentamente.

"Nosso modelo empiricamente fundamentado une todos esses parâmetros e faz previsões que concordam bem com o experimento", comentou Grishaev. "Este estudo mais recente da série também explica o fato de que, diferentemente da água, um líquido viscoso - você pode imaginar mel ou um lubrificante - perderá uma parte significativa da energia de impacto da gota para o atrito, tanto entre as moléculas dentro da gota. à medida que se deforma pela colisão e entre as moléculas do próprio filme à medida que são empurradas para longe do centro da cratera de abertura."

Com seus novos insights sobre a interação de gotículas impactantes com filmes líquidos, o estudo fornece ferramentas para entender e melhorar processos industrialmente significativos envolvendo fenômenos semelhantes. Isso pode variar de chuva caindo em uma aeronave enquanto ela se prepara para decolar até um spray de água resfriando uma peça de metal quente recém-fabricada.
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