Sobre o papel da viscosidade do líquido durante impactos de pares de gotas em superfícies sólidas

Este estudo elucida a influência da viscosidade do líquido na hidrodinâmica dos impactos simultâneos e não simultâneos de pares de gotas em substratos sólidos. Usando imagem sincronizada de alta velocidade e análise quantitativa, as dinâmicas de espalhamento das lamelas das gotas e a evolução da lâmina central impulsionada pela interação são examinadas em uma gama de viscosidades de 1,01 a 91,46 mPa s, representando números de Ohnesorge de 0,002 a 0,177, sob números de Weber de impacto controlados na faixa de 81 a 131 e espaçamentos dimensionais entre gotas na faixa de 1,43 a 1,85. Os resultados revelam que o aumento da viscosidade resulta em frentes de lamelas mais espessas, redução do espalhamento e uma altura máxima da lâmina central menor. Além disso, a morfologia da lâmina central transita de lâminas “semilunares” para protuberâncias líquidas efêmeras, acompanhadas pela supressão de ondas capilares e redução das instabilidades da borda. Uma nova lei de escala é derivada para a extensão máxima da lâmina, demonstrando sua aplicabilidade robusta tanto para impactos simultâneos quanto não simultâneos de pares de gotas em diferentes viscosidades e condições de impacto. Ademais, diferenças morfológicas distintas emergem entre impactos simultâneos e não simultâneos, governadas principalmente pelas interações lamela–lamela e pela dinâmica de transferência de momento. Esses achados aprimoram a compreensão da interação entre forças viscosas e inerciais em impactos de pares de gotas, oferecendo insights valiosos para otimizar tecnologias baseadas em spray e sistemas fluidos multifásicos.