Протягом 141 року такі фізики, як Річард Фейнман, ламали голову над питанням потоку рідини: як спринклер міг обертатися, якщо він був під водою, всмоктуючи речовину, а не викидаючи її? Тепер команда дослідників знайшла відповідь.
Хоча ця ідея була вперше запропонована експериментаторами в 1880-х роках, Фейнман перевидав її в середині 20-го століття, до того моменту, коли вона стала відомою як Кулемет Фейнмана. Проблема полягала в наступному: звичайний спринклер із S-подібними кронштейнами виливав воду, змушуючи плечі обертатися, поливаючи все, що потребувало поливу. Але чи закрутиться реверсивний спринклер взагалі, залишалося відкритим питанням, і не через відсутність спроб.
Фейнман використовував цю ідею деякий час і навіть Був побудований експериментальний комплекс щоб відповісти на це питання, коли він був аспірантом Прінстонського університету. (Експеримент закінчився, коли велика пляшка, наповнена водою, вибухнула.)
Тепер команда дослідників з Нью-Йоркського університету перезавантажила його. Система зворотного розбризкування (як я її називаю, вона скачується прямо з язика!) складається із спринклера, зануреного в воду на підшипнику з «наднизьким тертям», Про це йдеться в заяві Нью-Йоркського університетущоб покращити здатність пристрою вільно обертатися, і розроблений таким чином, що дозволяє їм легко контролювати потік води через пристрій.
З цією метою команда також пофарбувала воду, додала в неї мікрочастинки, освітлила яскраво-зеленим лазером і зняла весь експеримент на відео за допомогою високошвидкісних камер високої роздільної здатності. Отримані кадри досить трипучі:
Командне дослідження-опубліковано Минулого тижня в Physical Review Letters – я виявив, що зворотне промивання робить саме це. Він обертається в протилежному напрямку до спринклера, який викидає воду.
«Звичайний або «передній» кулемет схожий на ракету, тому що він рухається за допомогою реактивних струменів», — сказав Лев Рістров, дослідник Нью-Йоркського університету та провідний автор дослідження в університеті. запуск. “Але зворотний спринклер загадковий, тому що вода, яка всмоктується, зовсім не схожа на струмені. Ми виявили, що секрет прихований усередині спринклера, де насправді є струмені, які пояснюють спостережувані рухи”.
Хоча реверсивний спринклер обертається (див. примітки) у протилежному напрямку, він робить це приблизно на 1/50 швидкості звичайного спринклера. Усередині зворотного спринклера поглинені струмені води стикаються один з одним, але не безпосередньо, і змішування цієї внутрішньої води змушує спринклер повільно обертатися.
Бреннан Спринкл, дослідник Колорадської гірничої школи та співавтор дослідження, додав, що методи, використані в експерименті, «будуть корисні для багатьох практичних застосувань, пов’язаних із пристроями, які реагують на потік повітря чи води».
Незалежно від потенційних застосувань, на проблему, яка вперше виникла у 1880-х роках, нарешті було вирішено, завдяки точному тестуванню та моделюванню, яке було б неможливим 140 років тому. Я сподіваюся, що це дасть вам щось додати до вашої наступної розмови про динаміку рідини.
більше: Вибуховий спринклер — це альтернатива старому чоловікові, який кричить на дітей, щоб ті забралися з його галявини.
“Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер”
