Caracterização de gotas secundárias e massa perdida durante o impacto de gotas sobre paredes aquecidas.

• Processo: 24/08409-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Arthur Vieira da Silva Oliveira
• Beneficiário: Mariana Laviera Bezerro
• 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
• Assunto(s): Mecânica dos fluidos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Gota única | Gotas secundárias | Impacto de gotas em paredes aquecidas | Perda de massa no impacto de gotas em paredes aquecidas | Regimes de impacto de gotas | spray coating | Mecânica dos fluidos

Resumo

O uso de sprays é comum em diversas áreas industriais: no setor metalúrgico, para o resfriamento das peças metálicas, na fabricação de esponjas, para a aplicação de abrasivos para revestimento da superfície, ou na fabricação de alimentos, como o leite em pó. Dessa forma, é frequente que estudos científicos desta área utilizem parâmetros médios previamente definidos, como o diâmetro médio da gota e a temperatura média da parede, para a análise do impacto de sprays, o que compromete a verificação de características exclusivas de determinados regimes de impacto de gota. Assim, essa dificuldade pode ser amenizada através do estudo e de investigações acerca dos fenômenos de gota única, que pode ser controlada localmente em laboratório. Até os dias atuais, existem diversos estudos, na literatura, que abordam técnicas de observação e medição do impacto de gotas únicas. Entretanto, faz-se necessário o desenvolvimento de novos trabalhos científicos que favoreçam uma visão mais ampla do processo: porção aderida à parede aquecida, formação de gotas secundárias, transferência de calor e estimativa da perda de massa no impacto. Buscando contribuir com essa análise mais aprofundada, esse trabalho de Iniciação Científica propõe a análise de impactos de gota única, mais especificamente acerca da formação, caracterização e quantificação de gotas secundárias, utilizando dados previamente coletados pelo grupo - com visualização através da técnica de Shadowgraph - além da técnica de PTV (Velocimetria por Rastreamento de Partículas). O objetivo é estimar e caracterizar as gotas secundárias que são expelidas durante impactos em diferentes cenários - como no regime de ebulição, em que há espirros de gota pela formação de bolhas, ou, na atomização térmica, com quebra e espalhamento da gota. Enfim, espera-se estimar a massa perdida devido à ejeção de gotas secundárias, sendo esse parâmetro essencial para fechar o balanço de massa e, futuramente com ensaios térmicos, o balanço de energia.