Kaye effekt

En fallande ström av schampo visar Kaye-effekten

Kaye -effekten är en egenskap hos komplexa vätskor som först beskrevs av den brittiske ingenjören Alan Kaye 1963.

Medan man hällde en viskös blandning av en organisk vätska på en yta, sprutade ytan plötsligt en kommande vätskestråle som smälte samman med den nedåtgående.

Detta fenomen har sedan dess upptäckts vara vanligt i många icke-newtonska vätskor (vätskor med en skjuvspänningsberoende viskositet eller viskoelastiska egenskaper). Vanliga hushållsvätskor i denna kategori är flytande handtvål, schampon och droppfri färg. Effekten går dock oftast obemärkt förbi, eftersom den sällan varar mer än cirka 300 millisekunder. Effekten kan upprätthållas genom att hälla vätskan på en lutande yta, vilket förhindrar att den utgående strålen korsar den nedåtgående (vilket tenderar att avsluta effekten).

Även om det länge troddes uppstå på grund av ett skjuvförtunnande glidlager, har nyligen genomförda studier visat genom höghastighetsvideor och experiment i en vakuumkammare att ett extremt tunt lager av luft (ungefär 1000 gånger tunnare än strålens diameter) dras in. , som fungerar som smörjmedel och stödjer den glidande strålen.

Den nuvarande teorin är att viskoelasticitet är nyckeln. I en jetviskoelastisk vätska är en del av deformationsenergin när strålen faller återvinningsbar, och detta minskar kraften som krävs för att stödja den hoppande strålen, vilket gör att mer luft kan dras in.

^ Kaye, A. (1963). "En studsande flytande ström". Naturen . 197 (4871): 1001–1002. Bibcode : 1963Natur.197.1001K . doi : 10.1038/1971001a0 . S2CID 4265638 .
^ Versluis, M; Blom, C; et al. (2006). "Leaping shampoo och den stabila Kaye-effekten". Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment . 2006 (7): P07007. arXiv : fysik/0603183 . doi : 10.1088/1742-5468/2006/07/P07007 . S2CID 119096147 .
^ Lee, S; Lögn; et al. (2013). "Leaping shampoo glider på ett smörjande luftlager". Fysisk granskning E . 87 (6): 061001. Bibcode : 2013PhRvE..87f1001L . doi : 10.1103/PhysRevE.87.061001 . hdl : 1969.1/185287 . PMID 23848618 .
^ ^a ^b King, J; Lind, S (2019). "Kaye-effekten: Nya experiment och en mekanistisk förklaring" . Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics . 273 : 104165. doi : 10.1016/j.jnnfm.2019.104165 .

externa länkar

[1] Kaye, A. (1963). "En studsande flytande ström". Naturen . 197 (4871): 1001–1002. Bibcode : 1963Natur.197.1001K . doi : 10.1038/1971001a0 . S2CID 4265638 .

[2] Versluis, M; Blom, C; et al. (2006). "Leaping shampoo och den stabila Kaye-effekten". Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment . 2006 (7): P07007. arXiv : fysik/0603183 . doi : 10.1088/1742-5468/2006/07/P07007 . S2CID 119096147 .

[3] Lee, S; Lögn; et al. (2013). "Leaping shampoo glider på ett smörjande luftlager". Fysisk granskning E . 87 (6): 061001. Bibcode : 2013PhRvE..87f1001L . doi : 10.1103/PhysRevE.87.061001 . hdl : 1969.1/185287 . PMID 23848618 .

[kinglind-4] King, J; Lind, S (2019). "Kaye-effekten: Nya experiment och en mekanistisk förklaring" . Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics . 273 : 104165. doi : 10.1016/j.jnnfm.2019.104165 .