Всплеск (механика жидкости)
 | Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют достаточные соответствующие встроенные цитаты . ( январь 2019 г. ) |
В механике жидкости всплеск — это внезапное нарушение покоящейся свободной поверхности жидкости (обычно воды ). Возмущение обычно возникает из-за внезапного удара твердого объекта о поверхность, хотя могут возникать брызги, при которых движущаяся жидкость передает энергию. Такое использование слова звукоподражательно ; в прошлом термин « всплеск также использовался ».
жидкости Всплеск также происходит, когда капля ударяется о жидкость или твердую поверхность; [ нужна ссылка ] симметричная корона (напоминающая корону в этом случае обычно образуется Гарольда Эдгертона ), как показано на знаменитой фотографии брызг молока , поскольку молоко непрозрачно. [ нужна ссылка ] Исторически Уортингтон (1908) был первым, кто систематически исследовал динамику всплесков с помощью фотографий. [ нужна ссылка ]
Брызги характеризуются нестационарным баллистическим потоком и определяются числом Рейнольдса и числом Вебера . На изображении кирпича, падающего в воду, можно идентифицировать свободно движущиеся по воздуху капли воды - явление, типичное для потоков с большими числами Рейнольдса; сложная несферическая форма капель показывает, что число Вебера велико. [ нужна ссылка ] Также видны захваченные пузырьки воздуха в толще воды и расширяющееся кольцо возмущений, распространяющееся от места удара.
песок Говорят, что разбрызгивается при достаточно сильном ударе (см. « Сухой зыбучий песок »), а иногда удар метеорита называют разбрызгиванием, если образуются небольшие кусочки выброса.
Физик Лэй Сюй и его коллеги из Чикагского университета обнаружили, что всплеск, возникающий из-за удара небольшой капли этанола о сухую твердую поверхность, можно подавить, снизив давление ниже определенного порога. Для капель диаметром 3,4 мм, падающих в воздух , это давление составляло около 20 кПа , или 0,2 атмосферы . [1]
Пластина из твердого материала, на которую должна падать струя жидкости, называется «брызговик». Он может служить для защиты почвы от эрозии падающей водой, например, под искусственным водопадом или водовыпуском в мягком грунте. Разбрызгивающие пластины также являются частью распылительных форсунок , например, в спринклерных системах орошения. [ нужна ссылка ]
См. также
[ редактировать ]- Падение удара
- Слэш , другое явление свободной поверхности.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Сюй, Лэй; Чжан, Венди В.; Нагель, Сидни Р. (11 мая 2005 г.). «Брызги капель на сухую гладкую поверхность». Письма о физических отзывах . 94 (18). Американское физическое общество (APS): 184505. arXiv : Physics/0501149 . Бибкод : 2005PhRvL..94r4505X . дои : 10.1103/physrevlett.94.184505 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 15904376 . S2CID 19178437 .