Ученые объяснили природу гидравлического прыжка
Москва, 10:27, 08 Авг 2018, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Леонардо да Винчи задокументировал явление, названное гидравлическим прыжком, еще в XVI-м веке. С 20-х годов XIX-го века ученые считали, что частично в возникновении феномена виновата гравитация. Новое исследование Кембриджского университета опровергло эту теорию.
Наблюдать явление мог любой человек, открывая водопроводный кран, сообщает sciencedaily.com. Для домашних раковин гидравлический прыжок не опасен, но в природе он может создавать большие волны и водовороты.
Долгое время считалось, что одной из причин возникновения феномена является гравитация. Но специалисты Кембриджского университета опровергли эту теорию. Аспирант колледжа св. Иоанна Раджеш Бхагат, первый автор работы, подавал струи воды снизу и сбоку на плоские поверхности. Гидравлический прыжок был таким же, как и при движении сверху вниз.
Бхагат предположил, что основную роль в явлении играет поверхностное натяжение и вязкость. Меняя эти параметры воды, он смог точно предсказать размер гидравлического прыжка, независимо от направления струи. Так специалист развенчал двухсотлетнюю гравитационную теорию, используемую, в частности, для объяснения циркуляционного типа явления, как в кухонной раковине. Профессор Пол Линден, один из авторов работы, описал открытия Бхагата как «прорыв».
«Его эксперименты и теория показали, что поверхностное натяжение жидкости – ключ к процессу. Ученые ранее не рассматривали этот параметр, хотя проблемой интересовался еще да Винчи. Работа представляет собой выдающееся достижение в понимании динамики тонких слоев жидкости», — сказал специалист.
По мнению Бхагата, исследование будет иметь серьезные последствия для промышленностей с высокими уровнями водопотребления.
«Зная, как манипулировать границами гидравлического прыжка, мы сможем легко их менять, — отметил автор. – Процесс позволит снизить потребление воды промышленными установками. Новая теория уже используется на практике на университетской кафедре химических технологий. Другим она поможет в очистке любых поверхностей: от машин до заводского оборудования».
Бхагат надеется, что его исследование позволит также снизить бытовое потребление воды.
Выводы проекта представлены в Journal of Fluid Mechanics.
