8 Апреля 2020
МОСКВА, 8 апреля - Индийские ученые рассчитали динамику пузырьков, создающихся в горлышке бутылки при утеканье из нее жидкости. Результаты опубликованы в журнале Physics of Fluids.Физики и инженеры-технологи, а также производители напитков и повседневный химии постоянно работают над созданием оптимальной формы бутылок, которая сделала бы процесс выливания из них максимально быстрым, удобным и безопасным. Это важно не только для рядовых пользователей, но и для огромного ряда технологических процессов.
Чаще всего спецтехнологи решают эту проблему нанесением плоского водоотталкивающего покрытия на внутренние поверхности пластиковых сосудов, что понижает сцепление жидкости со стенками бутыли.
Исследователи из Индийского технологического института Рурки подошли к проблеме с другой стороны. Их увлекло, влияет ли форма бутыли и устройство ее горлышка на то, с какой скорость и простотой может выливаться жидкость. Авторы изучили механизм образования пузырьков потоки воздуха, которые препятствуют быстрому выходу жидкости из бутылки, и нашли способ управлять им.
Динамика образования пузырьков в горлышке бутылки зависит от нескольких факторов: теплофизических свойств жидкости, геометрии бутыли и угла ее наклона. Все это делает процесс слишком сложным, чтобы его можно было рассчитать чисто теоретически.
Ученые документировали механизм образования пузырьков в бутылях, используемых в качестве платной упаковки, с помощью скоростной фотографии. Анализ изображений купил им определить различные параметры, такие как толщина пленки воды, соотношение размеров пузырьков, скорость подъема и рассчитать микрофону опорожнения бутылки при различных углах ее наклона.
Динамика пузырьков внутри бутыли очень сложна для изучения, поэтому мы разделили межфазный рост пузырьков на разные стадии, — приводятся в пресс-релизе, представленном Американским институтом физики, слова первого автора исследования Локеша Рохилла (Lokesh Rohilla).
Хорошо известно, что жидкость истекает из бутылки медленно, если держать ее вертикально, а при наклоне опорожнение происходит борзее. При пологом наклоне набегает так называемая частота отсечки волдырный, которая также зависит от теплофизических свойств жидкости. Однако, как показал эксперимент, это правило верно лишь до определенного предела — рост скорость и простоты образования пузырьков происходит до угла наклона бутылки в 20 градусов. При большем наклоне скорость и простота образования пузырьков и течения воды практически не меняется.
Наши эксперименты выказывают, что существует критический угол наклона, после которого любое дальнейшее увеличение наклона бутылки не приводит к сокращению времени опорожнения бутылки, — рассказывает Рохилла. — Этот параметр связан с особенностями того, как формируются зоны пустоты и пузыри у горлышка бутылки. Наше исследование позволит подобрать такую форменная одежду горлышка бутылки, благодаря которой вода, масло или денатурат будут вытекать максимально быстро.
Авторы с помощью физических формул описали спор формирования и схлопывания пузырьков у горлышка и в верхней части бутылки при разных углах склона и разной геометрии сосуда для воды, глицерина и кремнийорганического масла. Расчеты показали, что сильнее всего на скорость и простота движения жидкости влияла форма сосуда, а не вязкость и другие физические свойства самой воды.
Как объясняют исследователи, с взаимопомощью этих выкладок можно подобрать такую форму горлышка бутылки, благодаря которой вода, масло или спирт будут течь максимально быстро. Ученые надеются, что их результаты помогут производителям упаковки создавать емкости идеальной формы.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....