Remolhamento de parede durante impacto de gotas únicas e gotas múltiplas em uma superfície aquecida: pesquisa teórica e experimental

• Processo: 23/15397-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2024
• Situação: Interrompido
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Arthur Vieira da Silva Oliveira
• Beneficiário: Alvaro Felipe Campos Araya
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/01897-0 - Estudo experimental do impacto de gotas sobre superfícies aquecidas usando técnicas ópticas combinadas: gotas isoladas, múltiplas gotas e sprays, AP.JP
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/17883-7 - Estudo experimental extensivo do impacto de gotas em substratos de safira aquecidos nos regimes de Leidenfrost e de ebulição de transição., BE.EP.DD
• Assunto(s): Mecânica dos fluidos Imageamento Óptica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: gotas | imageamento | Interface | Leidenfrost | Técnicas ópticas | Termociências e Mecânica de Fluidos

Resumo

O impacto de gotas em paredes aquecidas ainda é amplamente estudado na literatura devido às suas diversas aplicações na indústria, como metalurgia, energia nuclear, automotiva, eletrônica, entre outras. Embora muito se tenha avançado nas últimas décadas, poucas investigações utilizaram técnicas ópticas combinadas para medir todos os processos térmicos e de dinâmica de fluidos antes, durante e depois do impacto da gota. Além disso, estudos com impacto de múltiplas gotículas são quase inexistentes devido à complexidade do fenômeno e aos experimentos demorados. No entanto, estudar transferência de calor com múltiplas gotículas impactando em uma parede aquecida é um passo importante para entender melhor o resfriamento por spray e desenvolver um modelo baseado na física. O presente aluno de doutorado direto realizará experimentos exaustivos de impacto de gotas únicas e múltiplas em uma parede aquecida no regime de Leidenfrost. Os principais objetivos são: compreender melhor como múltiplas gotas afetam o regime de impacto e a dissipação de calor de uma parede aquecida; extrair o calor dissipado pelo impacto de gotas únicas e múltiplas, bem como o coeficiente de transferência de calor e a temperatura de Leidenfrost; desenvolver modelos para o coeficiente de transferência de calor e temperatura de Leidenfrost para impacto de múltiplas gotas e comparar com resultados experimentais. O doutorando utilizará técnicas ópticas para caracterizar diferentes parâmetros, como Shadowgraph (SDG) para o tamanho, forma e velocidade da gota, Fluorescência Planar Induzida por Laser (PLIF) para a temperatura da gota, Reflexão Interna Total (TIR) para o contato gotícula-parede e termografia infravermelha (IRT) para a temperatura da parede. Enquanto as atividades desenvolvidas na EESC/USP serão orientadas por Arthur Oliveira, o doutorando passará um ano de seu projeto no LEMTA, da Université de Lorraine, para realizar experimentos complementares sob a supervisão do Prof. Gradeck, que enriquecerá a campanha experimental e as validações do modelo. (AU)