Las gotas (en la escala de centímetros) se fusionan durante un experimento en la Estación Espacial Internacional. Crédito: Josh McCraney
Los científicos diseñaron y analizaron experimentos con gotas de agua que se llevaron a cabo en la Estación Espacial Internacional.
Comprender cómo se propagan y se unen las gotas de agua es esencial para los escenarios de la vida cotidiana, como gotas de lluvia que caen de automóviles, aviones y techos, y para aplicaciones en generación de energía, ingeniería aeroespacial y adhesión celular a microescala. Sin embargo, estos fenómenos son difíciles de modelar y difíciles de observar experimentalmente.
En EEI).
Las gotas suelen aparecer como pequeños casquetes esféricos de agua porque su tensión superficial excede la gravedad.
“Si las gotas se vuelven mucho más grandes, comienzan a perder su forma esférica y la gravedad las aplasta hasta convertirlas en algo más parecido a charcos”, dijo el autor Josh McCraney de la Universidad de Cornell. “Si queremos analizar gotas en la Tierra, debemos hacerlo a una escala muy pequeña”.
Pero a pequeña escala, la dinámica de las gotas es demasiado rápida para observar. Por lo tanto, la ISS. La gravedad más baja en el espacio significa que el equipo podría investigar gotas más grandes, moviéndose desde un par de milímetros de diámetro hasta 10 veces esa longitud.
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Las gotas (en la escala de centímetros) se fusionan durante un experimento en la Estación Espacial Internacional. Crédito: Josh McCraney
Los investigadores enviaron cuatro superficies diferentes con diversas propiedades de rugosidad a la ISS, donde se montaron en una mesa de laboratorio. Las cámaras registraron las gotas a medida que se extendían y fusionaban.
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Los experimentos tenían como objetivo probar el modelo Davis-Hocking, una forma sencilla de simular gotas. Si una gota de agua se asienta sobre una superficie, parte de ella toca el aire y crea una interfaz, mientras que la sección en contacto con la superficie forma un borde o línea de contacto. El modelo de Davis-Hocking describe la ecuación de la línea de contacto. Los resultados experimentales confirmaron y ampliaron el espacio de parámetros del modelo de Davis-Hocking.
Como investigador principal original del proyecto, el difunto profesor Paul Steen, de la Universidad de Cornell, solicitó subvenciones, viajó a colaboradores de todo el mundo, capacitó a estudiantes de doctorado y analizó meticulosamente estudios terrestres relacionados, todo con el deseo de que su trabajo se lleve a cabo con éxito a bordo de la ISS. . Trágicamente, Steen murió solo unos meses antes de que comenzaran sus experimentos.
“Si bien es trágico que no esté aquí para ver los resultados, esperamos que este trabajo lo enorgullezca a él ya su familia”, dijo McCraney.
Referencia: «Dispersión de gotas inducida por coalescencia: Experimentos a bordo de la Estación Espacial Internacional» por J. McCraney, J. Ludwicki, J. Bostwick, S. Daniel y P. Steen, 13 de diciembre de 2022, Física de fluidos.
DOI: 10.1063/5.0125279
