Научный прорыв в понимании поведения жидкостей на наклонных поверхностях

В современной промышленности множество процессов зависит от того, как жидкости стекают по поверхностям. Несмотря на кажущуюся простоту этого явления, механизмы формирования и отрыва капель до сих пор оставались не до конца изученными.
Научный прорыв в понимании поведения жидкостей на наклонных поверхностях
Изображение носит иллюстративный характер

Группа исследователей из Института тепло- и массопереноса Ахенского университета (Германия) под руководством аспирантки Атефе Пур Карими совершила значительный прорыв в понимании динамики течения жидкостей по наклонным волокнам. Результаты исследования опубликованы в The European Physical Journal Special Topics.

Практическая значимость работы охватывает широкий спектр промышленных применений: от проектирования охлаждающих башен до разработки специальных покрытий и создания систем сбора воды из тумана или росы. В последнем случае особенно важно понимать, как происходит конденсация воды на волокнах и её последующее падение в накопительные резервуары.

В ходе экспериментов учёные исследовали поведение масла, стекающего по наклонным волокнам под действием силы тяжести. Варьируя толщину плёнки и угол наклона, они наблюдали, как изначально плоская масляная плёнка собирается в капли или бусины.

Исследователи установили, что дальнейшее поведение капель может развиваться по трём сценариям: они могут оставаться стабильными на волокнах, сливаться друг с другом, образуя более крупные капли, или отрываться при достижении критического размера.

Ключевым достижением стало введение нового параметра – угловое отношение Φ, характеризующее форму капли. Этот показатель позволяет предсказать поведение каждой капли в зависимости от доминирующей силы: гравитации, поверхностного натяжения, инерции или вязкости.

Процесс формирования капель оказался хаотическим – небольшие изменения параметров могут приводить к непредсказуемым результатам. Команда Пур Карими продолжает работу над математическими моделями для подтверждения своей гипотезы о связи углового отношения Φ с поведением капель.


Новое на сайте

19857Острова как политический побег: от Атлантиды до плавучих государств Питера Тиля 19856Яйца, которые спасли предков млекопитающих от худшего апокалипсиса на Земле? 19855Могут ли омары чувствовать боль, и почему учёные требуют запретить варить их живыми? 19854Премия в $3 млн за первое CRISPR-лечение серповидноклеточной анемии 19853Почему сотрудники игнорируют корпоративное обучение и как это исправить 19852Тинтагель: место силы Артура или красивая легенда? 19851Голоса в голове сказали правду: что происходит, когда галлюцинации ставят диагноз точнее... 19850Куда исчезает информация из чёрных дыр, если они вообще исчезают? 19849Чёрная дыра лебедь Х-1 бросает джеты со скоростью света — но кто ими управляет? 19848Что увидели фотографы над замком Линдисфарн — и почему они закричали? 19847Почему антисептики в больницах могут создавать устойчивых к ним микробов? 19846Правда ли, что курица может жить без головы? 19845Как Оскар Уайльд использовал причёску как оружие против викторианской морали? 19844Назальный спрей против всех вирусов: как далеко зашла наука 19843«Я ещё не осознал, что мы только что сделали»: первая пресс-конференция экипажа Artemis II
Ссылка