Le goccioline che colpiscono la placcatura dell'aeromobile possono rompere la pellicola protettiva del fluido antigelo, lasciando dietro di sé punti asciutti suscettibili di congelamento pericoloso. Allo stesso modo, le parti lubrificate in una macchina industriale possono perdere la loro protezione dall'attrito se le goccioline che cadono perforano la pellicola. Pubblicato in Fluidi , l'ultima puntata di una serie di studi con vistosi esperimenti slo-mo dei ricercatori Skoltech e del loro collega della York University rivisita questo processo, questa volta passando dall'acqua a fluidi più viscosi. I risultati sono importanti per migliorare il trattamento antigelo e i protocolli di lubrificazione.

"I processi industriali che comportano il trattamento antigelo e la lubrificazione richiedono il mantenimento di un film liquido continuo sull'intera superficie di interesse", ha spiegato il primo autore dello studio, il ricercatore senior Viktor Grishaev di Skoltech. "Tuttavia, se la natura della superficie è tale da respingere i liquidi, l'atto stesso di ricostituire la pellicola spruzzando liquido sulla superficie può creare punti secchi vulnerabili a causa delle collisioni delle goccioline con la pellicola. Il nostro studio spiega quando ciò accade e come per ridurre al minimo il rischio che ciò accada."

Ci sono tre parametri principali che gli ingegneri possono controllare per evitare la rottura del film. Per prima cosa, i film più spessi sono più difficili da rompere, perché in tal caso la collisione deve creare un cratere più grande, altrimenti si chiuderà e non formerà un buco stabile. Supponendo che lo spessore della pellicola sia fisso, puoi ridurre l'energia d'impatto e quindi evitare di raggiungere dimensioni critiche del cratere modificando uno o entrambi i parametri delle due goccioline:hai bisogno di goccioline più piccole o di goccioline che si muovono più lentamente.

"Il nostro modello basato empiricamente lega insieme tutti questi parametri e fa previsioni che concordano bene con l'esperimento", ha commentato Grishaev. "Questo studio più recente della serie spiega inoltre il fatto che, a differenza dell'acqua, un liquido viscoso - puoi immaginare il miele o un lubrificante - perderà una parte significativa dell'energia d'impatto della gocciolina per attrito, entrambi tra le molecole all'interno della gocciolina mentre viene deformato dalla collisione e tra le molecole nel film stesso mentre vengono spinte via dal centro del cratere di apertura."

Con le sue nuove intuizioni sull'interazione delle goccioline impattanti con i film liquidi, lo studio fornisce strumenti per comprendere e migliorare processi industrialmente significativi che coinvolgono fenomeni simili. Questi possono variare dalla pioggia che cade su un aereo mentre si prepara al decollo a uno spruzzo d'acqua che raffredda una parte in metallo caldo di nuova produzione.

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