Les gouttelettes frappant le placage de l'avion peuvent briser le film protecteur du liquide antigivrage, laissant derrière elles des zones sèches susceptibles de geler dangereusement. De la même manière, les pièces lubrifiées d'une machine industrielle peuvent perdre leur protection contre le frottement si des gouttelettes tombent et perforent le film. Publié dans Fluides , le dernier volet d'une série d'études avec des expériences au ralenti spectaculaires par des chercheurs de Skoltech et leur collègue de l'Université York revisite ce processus, cette fois en passant de l'eau à des fluides plus visqueux. Les résultats sont importants pour améliorer les protocoles de traitement antigivrage et de lubrification.

"Les processus industriels qui impliquent un traitement antigivrage et une lubrification nécessitent que vous mainteniez un film liquide continu sur toute la surface d'intérêt", a expliqué le premier auteur de l'étude, le chercheur principal Viktor Grishaev de Skoltech. "Cependant, si la nature de la surface est telle qu'elle repousse le liquide, le simple fait de reconstituer le film en pulvérisant du liquide sur la surface peut créer des points secs vulnérables en raison de collisions de gouttelettes avec le film. Notre étude explique quand cela se produit et comment pour minimiser le risque que cela se produise."

Il existe trois principaux paramètres que les ingénieurs peuvent contrôler pour éviter la rupture du film. D'une part, les films plus épais sont plus difficiles à casser, car dans ce cas, la collision doit créer un cratère plus grand, sinon il se fermera et ne formera pas de trou stable. En supposant que l'épaisseur du film soit fixe, vous pouvez réduire l'énergie d'impact et donc éviter d'atteindre la taille critique du cratère en ajustant l'un ou les deux paramètres des gouttelettes :vous avez besoin de gouttelettes plus petites ou de gouttelettes qui se déplacent plus lentement.

"Notre modèle empiriquement fondé relie tous ces paramètres et fait des prédictions qui concordent bien avec l'expérience", a commenté Grishaev. "Cette étude la plus récente de la série tient également compte du fait que, contrairement à l'eau, un liquide visqueux - vous pouvez imaginer du miel ou un lubrifiant - perdra une partie importante de l'énergie d'impact de la goutte au frottement, à la fois entre les molécules de la goutte. lorsqu'il est déformé par la collision et entre les molécules du film lui-même lorsqu'elles sont repoussées du centre du cratère d'ouverture."

Grâce à ses nouvelles connaissances sur l'interaction des gouttelettes impactantes avec les films liquides, l'étude fournit des outils pour comprendre et améliorer des processus industriels importants impliquant des phénomènes similaires. Ceux-ci peuvent aller de la pluie tombant sur un avion alors qu'il se prépare au décollage à un jet d'eau refroidissant une pièce en métal chaud nouvellement fabriquée.