تاثير برخورد چندين قطره بر انجماد ماده تغيير فاز دهنده: يك بررسي تجربي

برخورد قطره كاربردهاي مختلفي دارد و معمولاً در فرآيندهاي واقعي چندين قطره به‌جاي يك قطره تنها حضور دارد. به عنوان نوآوري، اين پژوهش به صورت تجربي روي مسئله برخورد همزمان دو قطره اتانول به ماده تغيير فاز دهنده (PCM) مذاب در بازه وسيعي از دماي سطح ماده تغيير فاز دهنده (°C 70 تا °C 95)، عدد وبر (179 تا 464) و فاصله افقي ميان قطره‌ها (02/4 تا mm 06/12) متمركز مي‌شود. پس از برخورد قطرات اتانول به PCM مذاب، اتانول شروع به جوشيدن كرده و بخشي از PCM را منجمد مي‌كند. اثر عدد وبر، دماي سطح PCM و فاصله افقي روي اين سطح منجمد شده (A) با استفاده از تصويربرداري سرعت بالا مورد بررسي قرار مي‌گيرد. نتايج نشان مي‌دهد كاهش دماي سطح PCM مقدار سطح منجمد شده را افزايش مي‌دهد. همچنين افزايش عدد وبر منجر به تشكيل يك سطح منجمد بزرگتر مي‌شود. با اين‌حال مشاهده مي‌شود كه اثر عدد وبر روي A با كاهش دماي سطح PCM ضعيف‌تر مي‌شود. افزون‌براين، ملاحظه مي‌گردد كه براي مقادير كم فاصله افقي بين دو قطره، يك برهم‌كنش قوي ميان قطرات وجود دارد كه يك ستون برگشتي مركزي را در وسط آن‌ها به‌وجود مي‌آورد و نرخ انتقال حرارت بين PCM و قطرات اتانول را كاهش مي‌دهد. به عبارت ديگر، كم‌شدن فاصله افقي سطح منجمد شده را كوچك‌تر مي‌كند.