Hasta ahora, se ha prestado poca atención al flujo de líquido a través de boquillas elásticas deformables. Nueva investigación publicada en The European Physical Journal Special Topics introduce el concepto de boquillas que se deforman pasivamente y muestra que los materiales de boquilla más blandos pueden producir chorros más estables en una amplia gama de caudales. El equipo de investigación estuvo dirigido por Andrew Dickerson de la Universidad de Tennessee, EE. UU.

Nuevos experimentos muestran que las boquillas que se deforman cuando el líquido fluye a través de ellas podrían ayudar a mejorar la estabilidad de los chorros de líquido en muchos escenarios diferentes

Cuando se lanza un chorro de líquido a través de una boquilla, eventualmente se romperá en una cadena de gotas. A través de estudios previos, los investigadores determinaron que la distancia desde la boquilla donde ocurre esta ruptura depende de una amplia gama de factores, incluida la forma de la boquilla y el movimiento del aire que rodea el chorro. Sin embargo, hasta ahora se ha prestado poca atención a las boquillas elásticas, que pueden deformarse cuando los líquidos pasan a través de ellas. El equipo dirigido por Dickerson presenta el concepto de boquillas que se deforman pasivamente y muestra que los materiales de boquilla más blandos pueden producir chorros más estables en una amplia gama de caudales.

Los chorros de líquido se encuentran en una amplia gama de aplicaciones, como la limpieza, el corte, la impresión por inyección de tinta y la administración de fármacos en medicina. En estos diferentes escenarios, a menudo es crucial que los usuarios controlen la distancia a la que se rompen estos chorros, lo que les permite ajustar cuidadosamente la frecuencia y el tamaño de las gotas resultantes a medida que alcanzan sus objetivos. Esta longitud está ligada a varios factores diferentes:incluida la tensión superficial, la viscosidad del líquido y la velocidad del chorro. Actualmente, los métodos para controlar la longitud de ruptura incluyen mezclar el chorro con un gas que fluye, alterar la geometría de la boquilla y manipular el chorro después de salir de la boquilla.

Para evaluar la influencia de la deformación de las boquillas, el equipo de Dickerson construyó nuevas ecuaciones para tener en cuenta la interconexión entre el flujo de líquido y la dilatación elástica de la boquilla. Luego probaron la precisión de sus matemáticas utilizando una serie de boquillas simples, donde se perforó un orificio de 0,5 mm en diferentes membranas elásticas, cada una con una rigidez diferente. Mientras arrojaban líquido a través de estas boquillas, los investigadores descubrieron que los materiales más blandos y deformables proporcionaban los chorros más estables en una amplia gama de caudales. Sus resultados brindan información valiosa sobre cómo se podría mejorar la estabilidad de los chorros de líquido y, en última instancia, permitir que sus usuarios alcancen sus objetivos con mayor precisión. + Explora más

Los superfluidos resbaladizos empujan los chorros hasta el punto de ruptura