Всасывание далеко обрызгивания

ЛОС-АНДЖЕЛЕС — Природа может ненавидеть вакуум, но вакуум ненавидит путаницу. В отсутствие воздуха капелька жидкости может врезаться в гладкую поверхность без обрызгивания, сообщают физики. Странное явление могло бы быть полезно для управления формированием капельки в технологических процессах как струйная печать.

Это кажется очевидным и неизбежным, что стремительная капелька брызнет, когда это поразит твердую поверхность. Исследователи изучили распределение размеров капельки и энергий в таких всплесках, и физиков Лэй Сюя, Сидни Нагеля, и коллеги в Чикагском университете искали способы управлять теми размерами и энергиями, когда они обнаружили что-то неожиданное: Путем перекачки далеко части окружающего воздуха они могли устранить обрызгивание полностью.

В высокой барокамере исследователи выпустили капельки алкоголя на сухую стеклянную пластину от высот в пределах от 20 сантиметров к 3 метрам. Они делали запись получающихся всплесков со скоростной видеокамерой, когда они изменили давление по своему прибору, сосущий ее вниз настолько же низко как сотый из атмосферного давления. Капельки ударили поверхность скоростями в пределах от 2 — 7 метров в секунду, и для данной скорости, исследователи нашли, что они могли устранить всплеск путем понижения давления вне определенного порога.

Бригада объясняет результаты с простой теорией. Поскольку снижение ударяет поверхность, жидкость начинает распространяться боком на сверхзвуковой скорости, создавая ударную взрывную волну. Ударная взрывная волна пододвигает обратно на жидкости, и если та сила будет больше, чем внутренние силы, скрепляющие снижение, то ударная взрывная волна снимет жидкость от поверхности и создаст всплеск. Сокращение давления уменьшает силу, проявленную ударной волной.

Как ни странно, теория предсказывает, что более густая жидкость должна расплескать больше, чем более тонкий. Исследователи проверили это любопытное предсказание путем изучения всплеска, сделанного тремя типами алкоголя с различными вязкостями. Действительно, чем более вязкий алкоголь, тем ниже давление должно было предотвратить плескание, бригада, о которой сообщают здесь на этой неделе на встрече американского Физического Общества.

«Весьма распространено видеть прекрасное явление, но это необычно для получения всех факторов прямо», говорит Вальтер Голдбург, экспериментатор в университете Питтсбурга в Пенсильвании. Соловей Chakraborty, теоретический физик в Университете Брандейса в Уолтхэме, Массачусетс, говорит, что анализ исследователей открывает путь к управлению плесканием в, например, опрыскивайте поверхности покрытия различными сущностями.


Добавить комментарий