| Texto completo | |
| Autor(es): |
Rocha, C. E. B. M.
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Campos-Araya, A. F.
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Silva Filho, J. M. M.
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Kita, Y.
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Oliveira, A. V. S.
Número total de Autores: 5
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| Tipo de documento: | Artigo Científico |
| Fonte: | APPLIED THERMAL ENGINEERING; v. 279, p. 13-pg., 2025-11-15. |
| Resumo | |
Droplet impact on heated surfaces is widely studied, particularly for applications like spray cooling. However, despite numerous studies, few quantify the amount of energy exchanged between the wall and the droplet, and those that do use different parameters-such as dissipated energy, efficiency, or maximum heat flux-making comparisons difficult. Different test conditions provide dissipated energies spanning several orders of magnitude, hindering the development of a unified experimental dataset. In this study, we present new experimental results of single droplet impact on a heated stainless steel plate, where high-speed thermography and a pseudo-analytical three-dimensional model were used to solve the inverse problem, quantifying both the dissipated energy and efficiency (the ratio of dissipated energy to the theoretical maximum if the droplet were fully evaporated). We also compare our results with the literature's experimental data, focusing on the Leidenfrost regime, and we show that using efficiency provides collapsed experimental data across different impact conditions, including single droplets, droplet trains, and spray cooling. Finally, we propose a simple model to estimate efficiency based on impact parameters and wall temperature in the Leidenfrost regime, which can be easily implemented in numerical simulations of dispersed flows and spray cooling processes. This model significantly outperforms existing models and correlations in the literature, providing a more reliable tool for predicting heat transfer in droplet impact scenarios. (AU) | |
| Processo FAPESP: | 23/08266-1 - Construção de banco de dados experimentais de impacto de gotas sobre paredes aquecidas usando Shadowgraph e termografia infravermelho |
| Beneficiário: | João Marcelo Maris da Silva Filho |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Iniciação Científica |
| Processo FAPESP: | 23/14469-2 - Comparação de dados experimentais de energia dissipada durante o impacto de uma gota em paredes aquecidas e resfriamento por spray |
| Beneficiário: | Carlos Eduardo Brasil de Mendonça Rocha |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica |
| Processo FAPESP: | 23/03243-3 - Resfriamento por sprays: modelagem térmica transiente com o método de Monte Carlo |
| Beneficiário: | Carlos Eduardo Brasil de Mendonça Rocha |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Iniciação Científica |
| Processo FAPESP: | 21/01897-0 - Estudo experimental do impacto de gotas sobre superfícies aquecidas usando técnicas ópticas combinadas: gotas isoladas, múltiplas gotas e sprays |
| Beneficiário: | Arthur Vieira da Silva Oliveira |
| Modalidade de apoio: | Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores |
| Processo FAPESP: | 23/15397-5 - Remolhamento de parede durante impacto de gotas únicas e gotas múltiplas em uma superfície aquecida: pesquisa teórica e experimental |
| Beneficiário: | Alvaro Felipe Campos Araya |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Doutorado Direto |
| Processo FAPESP: | 22/06199-2 - Shadowgraphy e PLIF combinadas para caracterização dinâmica e térmica de fluidos |
| Beneficiário: | Arthur Vieira da Silva Oliveira |
| Modalidade de apoio: | Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários |