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

20072Эффект красоты решает исход собеседования до первых слов 20069Как черта характера крадёт деньги на переговорах 20068Карточная игра против главной дисфункции команды 20066Фотосинтез в глазах мышей: возможно ли это без превращения в растение? 20065СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло так... 20064Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет 20063Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках 20062Кости в бухте Эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века 20061Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов Шанхая 20060Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19 20058Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет? 20057Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние 20056Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?
Ссылка