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科学家发现新的水滴飞溅行为

科普小知识2022-04-17 17:44:20
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即使在古希腊,哲学家亚里士多德也试图总结水可以展现的所有方式。现在,大约2400年后,伦敦帝国理工学院的两位科学家利用微观水滴-粒子碰撞激光闪光摄影发现了一种新的水滴形式。

"我们已经确认了一个以前没有人见过的水滴飞溅."最新研究的作者之一Yannis Hardalupas说。这项研究最近作为封面文章发表在美国物理联合会下属的《流体物理学杂志》上。

以前的研究主要分析水滴对平坦表面(如墙壁)的影响。这导致了许多液体行为类别——从及时飞溅到明亮的皇冠飞溅。

哈达路帕斯和他的同事圣乔治·查拉姆珀斯分析了研究较少的液滴和固体球形粒子之间的正面碰撞现象。这些液滴的直径约为0.02毫米,比人类头发稍宽,撞击粒子的直径是人类头发的2到10倍。他们拍摄的纳秒数字快照显示,在撞击过程中,一些液滴“拥抱”了土星状环中的粒子,然后继续完整地撞击粒子的另一侧。

“关键的一点是‘皇冠’在到达粒子的后面之前保持连贯。它没有像预期的那样破裂。”Charalampous提到一种新现象,他们称之为交叉碰撞,他说,“对于同样大小的液体和粒子,当碰撞以同样的速度发生时,总是表现出同样的行为。”

液滴-颗粒碰撞的流体力学对工业喷雾干燥非常重要。在喷雾干燥中,浆料被雾化成液滴,液滴干燥后,产生具有标准尺寸颗粒的粉末。在最新的研究中,使用的液滴大小和速度与喷雾器中的液滴大小相同。这种尺寸是洗涤剂或速溶咖啡颗粒所独有的。(宗华)