stringtranslate.com

Эффект Кея

Падающая струя шампуня демонстрирует эффект Кея.

Эффект Кея — свойство сложных жидкостей, впервые описанное британским инженером Аланом Кэем в 1963 году. [1]

При выливании на поверхность одной вязкой смеси органической жидкости из поверхности внезапно хлынула приближающаяся струя жидкости, которая слилась с идущей вниз.

С тех пор было обнаружено, что это явление характерно для многих неньютоновских жидкостей (жидкостей с вязкостью или вязкоупругими свойствами, зависящими от напряжения сдвига ). Обычными бытовыми жидкостями в этой категории являются жидкое мыло для рук, шампуни и некапающая краска. Однако эффект обычно остается незамеченным, поскольку он редко длится более 300 миллисекунд. Эффект можно поддерживать, наливая жидкость на наклонную поверхность, не допуская пересечения выходящей струи с нисходящей (что имеет тенденцию прекращать эффект).

Хотя долгое время считалось, что это происходит из-за утончения слоя скольжения [2] , недавние исследования с помощью высокоскоростных видеороликов [3] и экспериментов в вакуумной камере [4] показали , что чрезвычайно тонкий слой воздуха (около 1000 раз тоньше диаметра струи) увлекается, который действует как смазка и поддерживает скользящую струю.

Текущая теория заключается в том, что вязкоупругость является ключевым моментом. В струйной вязкоупругой жидкости часть энергии деформации при падении струи восстанавливается, и это уменьшает силу, необходимую для поддержки прыгающей струи, позволяя вовлечь больше воздуха. [4]

Рекомендации

  1. ^ Кэй, А. (1963). «Прыгающий поток жидкости». Природа . 197 (4871): 1001–1002. Бибкод : 1963Natur.197.1001K. дои : 10.1038/1971001a0. S2CID  4265638.
  2. ^ Верслуис, М; Блом, С; и другие. (2006). «Прыгающий шампунь и стабильный эффект Кея». Журнал статистической механики: теория и эксперимент . 2006 (7): P07007. arXiv : физика/0603183 . дои : 10.1088/1742-5468/2006/07/P07007. S2CID  119096147.
  3. ^ Ли, С; Ложь; и другие. (2013). «Прыгающий шампунь скользит по смазывающему воздушному слою». Физический обзор E . 87 (6): 061001. Бибкод : 2013PhRvE..87f1001L. doi : 10.1103/PhysRevE.87.061001. hdl : 1969.1/185287 . ПМИД  23848618.
  4. ^ Аб Кинг, Дж; Линд, С (2019). «Эффект Кея: новые эксперименты и механистическое объяснение». Журнал механики неньютоновской жидкости . 273 : 104165. doi : 10.1016/j.jnnfm.2019.104165 .

Внешние ссылки