Migración termocapilar de gotas que cuelgan de un substrato

CARLOS ALBERTO PERAZZO; JUAN MANUEL GOMBA; JONATAN R. MAC INTYRE; PABLO GERMÁN CORREA

Córdoba

Congreso; 105 Reunión de la Asocicación Fisica Argentina; 2020

Asocicación Fisica Argentina

Se estudia numéricamente la evolución de una gota colgada de un plano horizontal que se desplaza por termocapilaridad. Se asume que el líquido moja completamente al substrato, que la tensión superficial del líquido disminuye linealmente con la temperatura, que el gradiente térmico impuesto al substrato es uniforme y que el transporte de calor dentro de la gota es tal que la temperatura de su superficie es una réplica de la del substrato. Estas hipótesis junto con la aproximación de lubricación permiten obtener una ecuación diferencial que gobierna la evolución de la gota. Introduciendo las escalas adecuadas, dicha ecuación tiene un único parámetro adimensional, el cual cuantifica la intensidad del efecto gravitatorio respecto del termocapilar. Las soluciones numéricas muestran que una gota suficientemente grande (o gradiente térmico débil) se desplaza manteniendo su forma constante mientras disminuye levemente su volumen, dejando por detrás una cola cuyo ancho es uniforme. Por el contrario si la gota es pequeña (o el gradiente térmico fuerte), ésta avanza y se estira en la dirección del desplazamiento. Se analiza el rol que juega la inestabilidad de Rayleigh-Taylor y se muestra que ciertos aspectos de su movimiento sobre el sustrato dependen de su forma inicial.