Elastiske dyser kunne skabe mere stabile væskestråler

Indtil nu har der været lidt opmærksomhed på væskestrømmen gennem deformerbare elastiske dyser. Ny forskning offentliggjort i The European Physical Journal Special Topics introducerer konceptet med passivt deformerende dyser og viser, at blødere dysematerialer kan producere mere stabile stråler over en bred vifte af strømningshastigheder. Forskerholdet blev ledet af Andrew Dickerson ved University of Tennessee, U.S.

Nye eksperimenter viser, at dyser, der deformeres, når væsken strømmer gennem dem, kan bidrage til at forbedre stabiliteten af ​​væskestråler i mange forskellige scenarier

Når en væskestråle sprøjtes gennem en dyse, vil den til sidst bryde op i en streng af dråber. Gennem tidligere undersøgelser har forskere fastslået, at afstanden fra dysen, hvor denne opdeling sker, afhænger af en lang række faktorer:inklusive dysens form og luftens bevægelse omkring strålen. Indtil videre har man dog kun været lidt opmærksom på elastiske dyser, som kan deformeres, når væsker passerer gennem dem. Holdet ledet af Dickerson introducerer konceptet med passivt deformerende dyser og viser, at blødere dysematerialer kan producere mere stabile stråler over en bred vifte af strømningshastigheder.

Væskestråler findes i en bred vifte af applikationer:inklusive rengøring, skæring, inkjet-udskrivning og lægemiddellevering i medicin. På tværs af disse forskellige scenarier er det ofte afgørende for brugerne at kontrollere afstanden, hvormed disse jetfly bryder op, hvilket giver dem mulighed for omhyggeligt at justere frekvensen og størrelsen af ​​de resulterende fald, når de rammer deres mål. Denne længde er bundet til flere forskellige faktorer:herunder overfladespænding, væskeviskositet og strålehastighed. I øjeblikket omfatter metoder til styring af brudlængden at blande strålen med en strømmende gas, ændre dysens geometri og manipulere strålen efter at have forladt dysen.

For at vurdere indflydelsen af ​​deformerende dyser konstruerede Dickersons team nye ligninger for at tage højde for sammenhængen mellem væskestrømmen og den elastiske dyses udvidelse. De testede derefter nøjagtigheden af ​​deres matematik ved hjælp af en række simple dyser - hvor et 0,5 mm hul blev udstanset i forskellige elastiske membraner, hver med forskellig stivhed. Da de sprøjtede væske gennem disse dyser, fandt forskerne ud af, at de blødeste, mest deformerbare materialer gav de mest stabile stråler over en bred vifte af strømningshastigheder. Deres resultater giver værdifuld indsigt i, hvordan stabiliteten af ​​væskestråler kan forbedres - hvilket i sidste ende gør det muligt for deres brugere at ramme deres mål mere præcist. + Udforsk yderligere

Glatte supervæsker skubber jetfly til bristepunktet