Ketens van vloeistof

'Ketens van vloeistof' afkomstig uit een mondstuk met een variërende openingsmaat. Ter vergelijking zijn afbeeldingen van echte ketens van vergelijkbare grootte en oriëntatie opgenomen. Afbeelding: DTA Jordan et al.

In een publicatie die deze week verscheen in Physical Review Fluids , werpen UvA-IoP-natuurkundige Antoine Deblais en collega’s licht op deze vloeistofketens.

De onderzoekers hebben aangetoond dat zowel de lengte als de dikte van de druppeltjes in de keten direct verband houden met de grootte van de opening waardoor de vloeistof stroomt. Voor hun onderzoek lieten ze een regelmatig stromende waterstraal los door een mondstuk met een opening in de vorm van een ellips. Ze veranderden de grootte van deze ellips en maakten zo 12 gaten van verschillende grootte met oppervlakten variërend van ongeveer 0,3 cm2 tot 4,5 cm2. Vervolgens legden ze de resulterende stralen vast met een camera en haalden uit de foto’s de afmetingen van de oscillaties van de stralen.

Kettingschakelpatroon
Het team ontdekte dat de afmetingen van de opening correleerden met de dikte, maar ook met de lengte van de druppels in het kettingschakelpatroon van de stralen. Vervolgens ontwikkelden ze een model dat de parameters van de oscillaties nauwkeurig kan voorspellen aan de hand van de grootte van het mondstuk. Deze bevindingen kunnen verschillende toepassingen hebben in technologieën, variërend van inkjetprinters tot machines in de metaalbewerking, maar ook in het menselijk lichaam, bijvoorbeeld in de urologie.

Nu ze het effect voor water beter begrepen hebben, zeggen de onderzoekers dat ze van plan zijn om experimenten uit te voeren met andere vloeistoffen, zoals de complexe polymeeroplossingen die in de industrie worden gebruikt. Ook willen ze het effect op het straalpatroon van niet-elliptische openingen, zoals ster- of vierkante openingen, onderzoeken en modelleren.