Втягування рідкої зв’язки у в’язкому та інерційному режимах робота IFPEN переглядає
4 хвилини на читання
Краще прогнозування втягування рідкої зв’язки представляє інтерес як для діяльності IFPEN, так і для досліджень щодо передачі Ковіда. Зробивши висновок, що швидкість Тейлора-Куліка була дійсною лише для оцінки характерного часу втягування рідини в інерційному режимі, дослідники IFPEN запропонували дійсну швидкість у в'язкому режимі.
Від передачі Ковіда до атомізації струменя рідини: де краплі? ?
Втягування рідкої зв’язки є загальним процесом, в який входить багато додатків обробляється IFP Energies nouvelles: чи при розпиленні струменя рідини (застосування двигуна), чи при фрагментації крапель в турбулентних потоках (процеси, обробка води).
Остаточний механізм утворення крапель зазвичай виникає в результаті защемлення рідких зв’язок [1], проблема, яка також виявляється у пандемії, пов’язаній із Covid 19, щодо передачі вірусу за проекціями слини [2] .
Як передбачити усадку рідини ?
Основне питання у всіх його додатках полягає в тому, щоб передбачити, чи зв’язка втягнеться в єдине сферичне тіло (його рівноважна форма) або фрагмент у кілька крапель. Простий спосіб зробити такий прогноз - це порівняти характерний час втягування зв’язок з характерним часом появи капілярних хвиль відповідальний за защемлення (рисунок).
Осісиметричне втягування краплі. Контури завихрення ілюструють появу капілярних хвиль.
Швидкість Тейлора-Куліка, її обгрунтованість, нюансована новою роботою
Ще зовсім недавно характерний час втягування оцінювали за допомогою так званої швидкості Тейлора-Куліка [3,4], незалежно від того, чи дуже зв’язка дуже в’язка, або навпаки, дуже інерційна. IFPEN проводив чисельну та теоретичну роботу за сприяння докторанта та наукового візиту професора Едсона Соареша, спеціаліста з механіки рідин та реологічної характеристики складних рідин. Ця робота показала це ця швидкість була дійсною лише в інерційному режимі і на досить тривалий час.
В'язкі режими: швидкість втягування з часом зменшується
Дослідники також запропонували самоподібне рішення - для якого форма краплі з часом залишається "подібною" - у в'язких режимах. Це рішення забезпечує швидкість втягування, яка, на відміну від швидкості Тейлора-Куліка, не є постійною але з часом зменшується. Потім зв’язка може зайняти нескінченну кількість часу, щоб розслабитися, щоб повернутися до свого збалансованого положення !
Ці роботи були предметом двох публікацій [5, 6], які були виділені серед вибору редакторів.
Науковий контакт: [email protected]
[1] Віллермо, Е. (2020). Фрагментація проти згуртованості. Журнал механіки рідини, 898.
[2] Абкарян, М., і Стоун, Х. А. (2020). Розтягування та розпад ниток слини під час мови: Шлях аерозолізації збудника та його потенційне пом’якшення. Рідини для фізичного огляду, 5.
[3] Тейлор, Г. І. (1959). Динаміка тонких листів рідини. III. Розпад листків рідини. Праці Лондонського королівського товариства. Серія А. Математичні та фізичні науки, 253 (1274), 313-321.
[4] Culick, F. E. C. (1960). Коментарі до розірваної мильної плівки. Журнал прикладної фізики, 31 (6), 1128-1129.
[5] Пірсон, Дж. Л., Магнодет, Дж., Соарес, Е. Дж., І Попінет, С. (2020). Перегляд наближення Тейлора-Куліка: Втягнення осесиметричної нитки. Рідини для фізичного огляду, 5.
[6] Deka, H., & Pierson, J. L. (2020). Перегляд наближення Тейлора-Куліка. II. Втягування в’язкого листа. Рідини для фізичного огляду, 5.