Las gotitas en el espacio pueden crecer enormemente y rebotar en superficies que no humedecen de manera realmente sobrenatural. Los astronautas con frecuencia encuentran enormes gotitas, y Scott Kelly demostró recientemente su comportamiento inusual a bordo de la Estación Espacial Internacional ISS a través de bolas de agua y un hidrofóbico repelente de agua paleta de ping pong.
Para explorar la dinámica de estas gotas gigantescas, un grupo de investigadores dirigido por Mark Weislogel, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales de la Universidad Estatal de Portland en Oregón, los está generando y estudiando aquí mismo en la Tierra.
¿Cómo, preguntas? Como informan Weislogel y sus colegas esta semana Física de fluidos , de AIP Publishing, simplemente forman un charco en una superficie plana que no humedece y lo dejan caer seis pisos en una "caída de la torre". Los artículos en caída libre experimentan un estado casi sin peso, también conocido como de baja gravedad.
"Cuando la gravedad está esencialmente 'apagada' de esta manera, el charco intenta formar una gotita y se lanza de la superficie en el proceso ... conocido como salto de charco", explicó Weislogel.
Las gotas y charcos grandes tienden a saltar espontáneamente desde superficies suficientemente hidrófobas durante las pruebas de rutina de la torre de caída. El simple dispositivo experimental del grupo sin partes móviles se puede utilizar para profundizar en el fenómeno de gotas dinámicas para gotas del orden de 10 ^ 4 veces más grande que suscontrapartes terrestres normales.
Proporciona y confirma "guías de diseño rápidas y cualitativas para 'tiradores de caída' como se usan en las pruebas de torre de caída, incluidas las relaciones para predecir las duraciones y velocidades de eyección de gotas como funciones de volumen de gota, textura de superficie, contorno de superficie, patrón de humectabilidad, volumen de caíday propiedades de fluidos ", agregó.
¿Qué lecciones se pueden aprender de las pruebas de caída?
"Las gotas y las burbujas son muy comunes y problemáticas dentro de las naves espaciales de baja gravedad, por lo que debemos comprenderlas mejor para diseñar sistemas más confiables para el procesamiento de agua, sistemas de combustible, refrigerantes y hábitats", dijo Weislogel. "La sorpresa es queestos comportamientos se pueden predecir bien, algunos con extrapolaciones de resultados de 4 órdenes de magnitud de experimentos terrestres ".
En términos de aplicaciones, el trabajo del grupo debería ayudar a mejorar los sistemas de fluidos de naves espaciales, evaporadores sin contacto, utensilios no humectantes, intercambiadores de calor de condensación y más.
señaló: "Nuestro método proporciona una forma única de estudiar otros fenómenos de impacto de caída para los que es necesario un tirador de gotas simple y barato", señaló. "No es más simple que usar un charco en un plato como método para hacer gotas".volar."
El grupo de Weislogel ahora está utilizando sus resultados para "especificar más pruebas a bordo de la EEI, donde los astronautas realizarán estudios de impacto, ruptura, salpicadura y coalescencia de gotas usando paletas superhidrofóbicas simples y gotas de líquido muy grandes", dijo.Continuaremos nuestras pruebas de la torre de caída, que es un trabajo divertido para los estudiantes de posgrado en mecánica de fluidos, para explorar otros efectos de las propiedades del fluido, las condiciones de humectación y la geometría de la superficie ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física AIP . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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