Estudo experimental extensivo do impacto de gotas em substratos de safira aquecidos nos regimes de Leidenfrost e de ebulição de transição.

• Processo: 24/17883-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Arthur Vieira da Silva Oliveira
• Beneficiário: Alvaro Felipe Campos Araya
• Supervisor: Michel Guy Alain Gradeck
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Université de Lorraine (UL), França
• Vinculado à bolsa: 23/15397-5 - Remolhamento de parede durante impacto de gotas únicas e gotas múltiplas em uma superfície aquecida: pesquisa teórica e experimental, BP.DD
• Assunto(s): Análise térmica Termografia infravermelha
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análise Térmica | Efeito Leidenfrost | Fluorescência induzida por laser | impacto de gotas | termografia infravermelha | Termociências e Mecânica de Fluidos

Resumo

O impacto de gotas tem despertado um interesse significativo na academia devido às suas diversas aplicações industriais, como turbinas a vapor, evaporadores de filme descendente, motores de combustão interna e resfriamento por spray. Apesar da ampla gama de aplicações, os processos de transferência de calor entre gotas e superfícies aquecidas ainda não são totalmente compreendidos, principalmente devido às muitas variáveis envolvidas, como as propriedades do fluido e da superfície. Este estágio de pesquisa, em colaboração com o Laboratoire Énergies et Mécanique Théorique et Appliquée da Universidade de Lorraine, em Nancy, França, tem como objetivo caracterizar o comportamento térmico e hidrodinâmico do impacto de gotas simples e múltiplas simultâneas em substratos aquecidos de safira, com foco nos regimes de Leidenfrost e ebulição de transição. O projeto envolverá a montagem de um sistema experimental capaz de aplicar Termografia Infravermelha e Fluorescência Induzida por Laser para estudar o impacto de uma gota única. Posteriormente, o sistema será aprimorado para aplicar essas mesmas técnicas ao impacto simultâneo de múltiplas gotas. Além disso, este estudo irá gerar um extenso banco de dados experimental para avaliar os efeitos da temperatura do substrato e da velocidade de impacto das gotas na transferência de calor, extraindo parâmetros-chave, como os campos de temperatura tanto do substrato quanto das gotas, com o objetivo de desenvolver modelos físicos para estimar parâmetros críticos, como o coeficiente de transferência de calor e a temperatura de Leidenfrost. Este estágio permitirá a realização de experimentos em condições únicas e diferenciadas, ampliando o escopo da pesquisa e complementando os dados experimentais atualmente disponíveis na Escola de Engenharia de São Carlos.