Всплеск (механика жидкости)

редактировать
Всплеск после удара половиной кирпича в воду; изображение составляет около полуметра в поперечнике. Капля воды, плещущаяся на твердую поверхность
Капля воды, падающая на поверхность воды, демонстрирующая образование обратной струи
Вода, взятая из колодца падает на брызговик скважины

В механике жидкости, всплеск - это внезапное нарушение спокойной свободной поверхности жидкости (обычно вода ). Возмущение обычно вызывается твердым предметом, внезапно ударяющимся о поверхность, хотя могут возникать брызги, в которых движущаяся жидкость передает энергию. Это использование слова звукоподражательное ; в прошлом использовался plash . Брызги также случаются, когда капля жидкости ударяется о жидкость или твердую поверхность. В этом случае обычно образуется симметричная корона, как показано на знаменитой фотографии всплеска молока Гарольда Эдгертона. Исторически Уортингтон (1908) был первым, кто систематически исследовал динамику брызг с помощью фотографий.

Брызги характеризуются кратковременным баллистическим течением и регулируются числом Рейнольдса и число Вебера. На изображении кирпича, падающего в воду справа, можно идентифицировать свободно движущиеся по воздуху капли воды - явление, типичное для потоков с высокими числами Рейнольдса; замысловатые несферические формы капель показывают, что число Вебера велико. Также видны захваченные пузырьки воздуха в водной среде и расширяющееся кольцо возмущения, распространяющееся от места удара.

Мелкомасштабные брызги, при которых капля жидкости ударяется о свободную поверхность, могут создавать симметричные формы, напоминающие корону ; молоко часто используется, поскольку оно непрозрачно.

Говорят, что песок разбрызгивается при достаточно сильном ударе (см. сухой зыбучий песок ), а иногда и при ударе метеорит называется разбрызгиванием, если образуются небольшие частицы выброса.

Физик и его коллеги из Чикагского университета обнаружили, что всплеск от удара небольшой капли этанола на сухую твердую поверхность можно подавить за счет уменьшения давление ниже определенного порога. Для капель диаметром 3,4 мм, падающих через воздух, это давление составляло около 20 килопаскалей или 0,2 атмосферы.

Брызговик

Пластина, сделанная из твердый материал, на который должна падать струя жидкости, называется «брызговиком». Он может служить для защиты почвы от эрозии падающей водой, например, под искусственным водопадом или водостоком в мягком грунте. Брызговики также входят в состав форсунок, например, в оросительных спринклерных системах.

См. Также

Ссылки

  • Сюй, Лэй; Чжан, Венди В.; Нагель, Сидни Р. (11 мая 2005 г.). «Брызги капли на сухую гладкую поверхность». Письма с физическим обзором. Американское физическое общество (APS). 94 (18): 184505. arXiv : физика / 0501149. DOI : 10.1103 / Physrevlett.94.184505. ISSN 0031-9007.
Последняя правка сделана 2021-06-09 03:10:44
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте