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.
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.
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.
