Логин:   Пароль:  

Соцсети



Ещё в разделе
Опрос

Как вам наш ресурс ?

Отлично
Хорошо
Удов.
Плохо


Результаты
Все опросы

Партнёры

Струя падающей жидкости может образовывать форму крыльев

Французские ученые из Университета Париж Дидро провели ряд экспериментов по изучению распыления вязкоупругих жидкостей. В основу работы легли классические опыты, при которых струя жидкости выталкивается из сопла и ударяется о плоскость. Отражаясь от повер
Автор: Роман Галиброда
Написал: halibroda Дата: 2014-11-21 20:13
Французские ученые из Университета Париж Дидро провели ряд экспериментов по изучению распыления вязкоупругих жидкостей. В основу работы легли классические опыты, при которых струя жидкости выталкивается из сопла и ударяется о плоскость. Отражаясь от поверхности, жидкость формирует на некотором расстоянии от точки удара капли, тонкий лист или «гидравлический прыжок». Последнюю волнообразную структуру в природе, например, можно наблюдать в быстрых потоках ручьев возле камней.


Для начала наблюдения проводились только за обычными жидкостями. После этого физики перешли на одну из хорошо изученных вязкоупругих жидкостей — полиэтиленгликоль. Наблюдения показали, что при реактивных скоростях полета жидкости более 1 метра в секунду, структура, возникающая на границе соударения с плоскостью, преобразовывается из круглой в квадратную, треугольную или многоугольную.

При ближайшем рассмотрении места контакта вылетающей жидкости и плоскости ученые обнаружили особые структуры, которые напоминали оперение стрел. Количество таких «крылатых» структур совпадало с количеством углов многоугольника, который образовывался в результате удара жидкости. Дальнейшие изучения феномена показали, что «крылья» могут появиться только у вязкоупругих жидкостей. При этом также было установлено, что количество «крыльев» зависит от скорости потока жидкости и расстояния, на котором установлено сопло. Так, чем выше скорость вылетающей из сопла жидкости и чем ближе сопло расположено относительно отражающей поверхности, тем больше «крыльев» образовывает струя. Наибольшее их количество было зафиксировано в момент, когда сопло находилось всего в миллиметре от плоскости.

Появление «крылатых» структур у вязкоупругих жидкостей физики объясняют наличием одновременно и поверхностного натяжения, и упругого напряжения в веществе. При выходе жидкости из сопла внешняя часть ее струи движется медленнее, чем центральная. Такая разница приводит к деформации сдвига, в результате чего молекулы, расположенные вблизи от поверхности, растягиваются. Именно поэтому молекулам энергетически выгоднее располагаться вдоль линии «крыла». А поскольку поверхностное натяжение работает в противовес дополнительной площади поверхности, то образовывается именно такая форма потока, которая способна сбалансировать силы. В перспективе французские физики планируют разработать точную математическую модель, которая сможет прогнозировать количество и форму «крыльев».



Похожие страницы :

Рейтинг:
Комментарии: (0)

Пока комментариев нет
2006-2015г. © Научно-Образовательный портал "Вся Физика"
Копирование материалов с данного сайта разрешено, при условии наличия ссылки на ресурс "Вся Физика"
Страница создана за 0.059 секунды