Pohyb kapky po nakloněné rovině

Abstract

Práca sa zaoberá teóriou čiastočnej zmáčavosti steny, podľa ktorej je odvodený vzťah pre rýchlosť kvapky pohybujúcej sa po naklonenej rovine v závislosti na čase. V práci sú vysvetlené základné pojmy s touto teóriou súvisiace. Prostredníctvom rozboru divergencie normálového vektoru povrchu kvapky je vypracovaný postup matematického vyhodnotenia zložky dynamickej adhéznej sily. V rámci diplomovej práce bol vykonaný experiment, pri ktorom bola na štyroch analyzovaných povrchoch zisťovaná rýchlosť kvapiek rôznych objemov pri rozličných uhloch naklonenia roviny. Z výsledkov experimentu sú pomocou nelineárnej regresie vyhodnotené neznáme parametre, ako adhézny súčiniteľ, zložka dynamickej adhéznej sily a počiatočná a konečná rýchlosť kvapky. V rámci diplomovej práce bola vykonaná simulácia pohybu kvapky po naklonenej rovine v programe ANSYS Fluent. Záverom sú jednotlivé výsledky zhodnotené, porovnané a sú navrhnuté nové postupy, ktoré by mohli pomôcť pri ďalšom výskume stekania kvapky.The thesis deals on the theory of partial wetting of a wall, whereby a relation between the velocity of a droplet moving along an inclined plane and time is derived. There are explained basic definitions coherent to the theory of partial wetting. According to divergence of a normal vector of the droplet surface, there is developed a technique for mathematical evaluation of the component of dynamic adhesive force. Within the scope of diploma paper, there was an experimental measurement performed, whereat a velocities of droplets of various volumes and at different inclination angles on four analyzed surfaces were determined. By using non-linear regression, unknown parameters such as the adhesion coefficient, the component of a dynamic adhesive force, initial and terminal velocity of a droplet were evaluated from the experiment results. Within the thesis there was performed a simulation of droplet motion on an inclined plane in ANSYS Fluent. Conclusion includes an assessment and a comparison of results obtained, and new procedures that may be helpful at further research of descending droplet.