Gota de impacto
El impacto de una gota ocurre cuando una gota de líquido golpea una superficie sólida o líquida. El resultado resultante depende de las propiedades de la gota, la superficie y el fluido circundante , que suele ser un gas .
Cuando una gota de líquido golpea una superficie sólida seca, generalmente se extiende sobre la superficie y luego se retraerá si el impacto es lo suficientemente enérgico como para hacer que la gota se extienda más de lo que generalmente se extendería debido a su ángulo de contacto de retroceso estático. El resultado específico del impacto depende principalmente del tamaño de la gota, la velocidad, la tensión superficial , la viscosidad y también de la rugosidad de la superficie y el ángulo de contacto entre la gota y la superficie. [1] Los parámetros de impacto de las gotas, como el tiempo de contacto y el régimen de impacto, se pueden modificar y controlar mediante diferentes métodos pasivos y activos. [2]
En las superficies superhidrofóbicas, se observa que las gotas de líquido rebotan en la superficie sólida. Richard y Quéré demostraron que una pequeña gota de líquido podía rebotar en una superficie sólida más de 20 veces antes de detenerse. [5] De particular interés es el tiempo que la gota permanece en contacto con la superficie sólida. Esto es importante en aplicaciones como transferencia de calor y formación de hielo en aeronaves. Para encontrar una relación entre el tamaño de la gota y el tiempo de contacto para impactos de bajo número de Weber (We << 1) en superficies superhidrofóbicas (que experimentan poca deformación), se puede utilizar un equilibrio simple entre la inercia ( ) y la capilaridad ( ), [6] como sigue:
donde es la densidad de la gota, R es el radio de la gota, es la escala de tiempo característica y es la tensión superficial de la gota.
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