Orientación cristalina de gotas congeladas sobre un sustrato de hielo

Abstract

Se estudia el proceso de congelación de gotas de agua sobreenfriada, que impactan sobre un sustrato de hielo monocrístalino, a velocidad terminal de carda libre. Se observa que la probabilidad P de que una gota congele con una orientación diferente a la del sustrato varía rápidamente de P <0,1 a P > 0,9 en un intervalo reducido de temperatura. Se determina la temperatura de transición correspondiente a P = 0,5, para sustrato basal y prismático y para gotas de 75 y 135 μm de diámetro. Se estudia la estructura cristalina de las gotas que presentan nuevas orientaciones y de acreciones formadas por yuxtaposición de muchas gotas. Los resultados se comparan con los que se obtienen en aeraciones formadas en túnel de viento y se interpretan aplicando la teoría de nucleación.

The process of freezing for supercooled water droplets, after impinging on ice single crystal at terminal free fall speed, is studied. It is seen that the probability P, for the nucleation of new orientations in the droplets, changes rapidly from P < 0,1 to P > 0,9, inside a short temperature range. The transition temperature T* corresponding to P = 0,5, for basal and prismatic substrates and for droplets of 75 y 135 μm diameter, is determined. The crystal structure of droplets with new orientations is studied and accretions formed of many droplets are analyzed. The results are compared with those obtained for accretions made in wind tunnel, and they are interpreted applying the nucleation theory.