Изучение, сравнительно не так давно размещённое в издании Physical Review Fluids, сейчас обрисовывает «скорость струи» этих капель либо аэрозолей, потому, что они видятся в жидкостях, таких как игристое вино и морская вода. Исследователи создали модель для высоты и прогнозирования скорости струйных аэрозолей, создаваемых пузырьками размером от 20 микрон до нескольких миллиметров в жидкостях, вязких, как вода, либо вдесятеро более вязких.«Струя» относится к жидкости, которая вырывается по окончании того, как пузырек лопнул.
Когда куполообразная пленка пузыря исчезает, маленькая полость, созданная пузырем под поверхностью, быстро закрывается. Дно полости скоро поднимается по мере того, как ее стены опускаются вниз. В то время, когда эти силы видятся, они запускают в атмосферу струю воды, которая содержит капли размером от одного до 100 микрон.
Микрон — это одна миллионная метра; человеческий волос образовывает приблизительно 100 микрон в диаметре.По словам первого автора Люка Дайке, доцента кафедры механической и космической техники Института и Принстонского университета внешней среды Принстона (PEI), капли от лопающихся пузырей являются главным средством образования аэрозолей над открытым океаном.
Зная скорость и высоту, с которой аэрозоли выбрасываются в атмосферу, возможно применять для более правильного моделирования климата либо создания совершенного бокала шампанского.«У нас имеется модель, которая обрисовывает скорость струи во многих типах жидкостей», — сообщил Дайке, чей проект PEI Urban Grand Challenges, «Экстремальное разрушение волн в прибрежных городских районах», поддержал изучение. «Если вы понимаете жидкость, которую вы разглядываете, и размер начального пузыря, мы можем сообщить вам ее скорость и размер струи».По словам Дайке, в морской воде аэрозоли переносят влагу, соль а также токсины, такие как водоросли, из океана в атмосферу. Исследователи поняли, что эти маленькие связки организмов и элементов смогут взлетать вверх со скоростью до 50 метров в секунду (111 миль в час) и переноситься в воздух.
«Эти мелкие капли взлетают со скоростью, которая поднимает их высоко в воздух. Это происходит, когда у вас появляются пузыри в морской воде, и у вас появляются пузыри, когда появляются волны. Это происходит неизменно», — сообщил Дайке. , что изучает сотрудничества воздух-море и динамику набегающих волн.«Я наблюдаю на данный процесс, дабы лучше растолковать аэрозоли морских брызг, каковые возможно применять для подпитки атмосферных моделей», — сообщил Дайке. «Мысль пребывает в том, дабы иметь что-то более физическое и более правильное.
Это что-то в маленьком масштабе, которое воздействует на широкомасштабные атмосферные процессы, такие как радиационный баланс и образование облаков. В случае если у вас имеется вредный биологический агент в воде, что выделяет токсины эти токсины смогут стать частью атмосферы ".Дайке и его соавторы применяли результаты экспериментов — основанные на глицерине и воде, смешанном с водой — и численные прогнозы для собственной модели.
Исследователи поняли, что вязкость — это все — в определенный момент жидкость, к примеру мед, делается настолько густой, что больше не образуются аэрозоли. Одновременно с этим «золотая середина» с позиций размера пузырьков в воде образовывает около 20 микрон. Пузырьки размером менее 10 микрон либо более четырех миллиметров не образуют струйных аэрозолей по окончании того, как лопаются.Соавтор Джерард Лигер-Белэр, доктор наук химической физики Университета Реймса Шампань-Арденны, изучающий растворенные газы и динамику пузырьков в игристом вине и шампанском, заявил, что работа исследователей применима во многих областях, воображающих научный и экономический интерес. .«Эта статья говорит о том, что узкое сотрудничество между различными параметрами и размером пузырька жидкости — по большей части ее вязкостью, поверхностным натяжением и плотностью — влияет на аэрозоль, образующийся при лопнувшем пузыре», — сообщил Лигер-Белэр, написавший книгу 2013 года. , "Uncorked: The Science of Champagne", опубликованная издательством Princeton University Press. «Эта бумага вправду универсальна, и выводы возможно применить к морским брызгам, появляющимся в океанах, либо аэрозолям, образующимся над бокалом игристого вина».
В вине, которое приблизительно вдвое более вязкое, чем вода, первая (и самая громадная) капля переносит запах вина над краем бокала и к носу потребителя, сообщил Лигер-Белэр. Для миллиардной индустрии, которую он изучает, большое повышение данной капли есть приоритетом.
Эта напечатанная работа возможно использована для трансформации геометрии стекла, уровней растворенного углекислого газа либо кроме того вязкости вина — чего потребитель не увидит — для повышения размера пузырьков, скорости и, так, «ощущения запаха», — сообщил он.«Возможность угадать лучшие параметры игристого вина и бокала с позиций высвобождения запаха за счет лопающихся пузырьков — вправду большой ход вперед», — сообщил Лигер-Белэр. «Производители шампанского смогут извлечь пользу из результатов данной статьи, в которой в первый раз представлено подробное описание скорости струи, образованной лопнувшими пузырями для широкого диапазона физических параметров».Следующие шаги исследователей заключаются в том, дабы указать размер аэрозолей, и количественно оценить количество выпущенных капель, сообщил Дайке.
«Эта часть работы информирует вам скорость и проекцию аэрозолей, но мы трудимся над тем, сколько в действительности капель», — сообщил Дайке. «Может показаться, что их через чур много, дабы сосчитать, но нам все равно необходимо их сосчитать».