تاثیر برخورد چندین قطره بر انجماد ماده تغییر فاز دهنده: یک بررسی تجربی

برخورد قطره کاربردهای مختلفی دارد و معمولاً در فرآیندهای واقعی چندین قطره به‌جای یک قطره تنها حضور دارد. به عنوان نوآوری، این پژوهش به صورت تجربی روی مسئله برخورد همزمان دو قطره اتانول به ماده تغییر فاز دهنده (pcm) مذاب در بازه وسیعی از دمای سطح ماده تغییر فاز دهنده (°c 70 تا °c 95)، عدد وبر (179 تا 464) و فاصله افقی میان قطره‌ها (02/4 تا mm 06/12) متمرکز می‌شود. پس از برخورد قطرات اتانول به pcm مذاب، اتانول شروع به جوشیدن کرده و بخشی از pcm را منجمد می‌کند. اثر عدد وبر، دمای سطح pcm و فاصله افقی روی این سطح منجمد شده (a) با استفاده از تصویربرداری سرعت بالا مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج نشان می‌دهد کاهش دمای سطح pcm مقدار سطح منجمد شده را افزایش می‌دهد. همچنین افزایش عدد وبر منجر به تشکیل یک سطح منجمد بزرگتر می‌شود. با این‌حال مشاهده می‌شود که اثر عدد وبر روی a با کاهش دمای سطح pcm ضعیف‌تر می‌شود. افزون‌براین، ملاحظه می‌گردد که برای مقادیر کم فاصله افقی بین دو قطره، یک برهم‌کنش قوی میان قطرات وجود دارد که یک ستون برگشتی مرکزی را در وسط آن‌ها به‌وجود می‌آورد و نرخ انتقال حرارت بین pcm و قطرات اتانول را کاهش می‌دهد. به عبارت دیگر، کم‌شدن فاصله افقی سطح منجمد شده را کوچک‌تر می‌کند.