Las gotas de agua en un plato muy caliente no se evaporan, sino que levitan y se mueven: esto se conoce como el efecto Leidenfrost y siempre garantiza bellas imágenes. Por primera vez, investigadores del grupo de Física de Fluidos de la Universidad de TwenteMESA + Institute for Nanotechnology han hecho imágenes de la pequeña capa debajo de la gota, cuando impacta en la superficie. Gracias a estas imágenes, es posible una explicación más detallada del fenómeno, concluyen los investigadores en su publicación en Cartas de revisión física.
Una gota de agua que impacta en una placa que está en el punto de ebullición del agua, se extenderá y evaporará rápidamente. En una superficie que es mucho más caliente, sucede algo más: la gota levitará sobre su propio vapor. Para este fenómenopara que ocurra, la temperatura debe haber alcanzado el valor de Leidenfrost. En el impacto, la levitación es de aproximadamente 100 nanómetros un nanómetro es una millonésima parte de un milímetro. El científico de UT ahora encontró una manera de obtener imágenes detalladas de esto ".Imágenes de alta velocidad con una técnica láser llamada imagen de reflexión interna total ", explica el estudiante de doctorado Michiel van Limbeek." Al usar este láser podemos distinguir áreas húmedas y secas: el líquido toca la superficie o, en el caso de Leidenfrost, no¿en absoluto?"
En este caso, se eligió etanol en lugar de agua. Las gotas caen sobre una superficie de zafiro. Los investigadores distinguen tres regímenes de ebullición: ebullición por contacto, ebullición de transición y ebullición de Leidenfrost. Las mediciones TIR muestran los puntos húmedos y secos en la superficie, gracias a los diferentes índices de refracción del vapor y el etanol: la luz láser solo se refleja cuando se encuentra con el vapor. Gracias a las imágenes TIR, se obtiene más información sobre el ángulo incidente y el radio de propagación: los diferentes regímenes se pueden distinguir mejor.En la región de transición hacia Leidenfrost, por ejemplo, la parte central de la gota aún contacta la superficie humedeciéndose mientras el anillo exterior ya levita.
cuello y hoyuelo
Una conclusión notable es que la gota no es plana en la parte inferior, como a menudo se supone en los "modelos de panqueques" que describen Leidenfrost. Las imágenes muestran la forma de un anillo: para ser más precisos, una combinación de un "cuello" enla distancia más cercana a la superficie y un 'hoyuelo' que está más alejado de la superficie hacia el centro de la gota. Esto da como resultado una mejor descripción cuantitativa.
Los nuevos experimentos y teoría permiten describir el efecto Leidenfrost para una amplia gama de fluidos, superficies y regímenes de temperatura. En muchas aplicaciones donde hay transferencia de calor de sólidos a líquidos, esto es de gran valor, como en las técnicas de enfriamiento,motores o reactores químicos más eficientes.
La investigación ha sido posible gracias a la Fundación Holandesa para la Investigación Fundamental sobre la Materia FOM y por una Beca Avanzada del Consejo Europeo de Investigación
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Materiales proporcionado por Universidad de Twente . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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