Загрязнение на входе - Upstream contamination - Wikipedia

Частицы могут подниматься по падающей воде во время подготовки мате напиток.

Загрязнение на входе плавающими частицами является парадоксальное явление в динамика жидкостей. При переливании воды из более высокого резервуара в более низкий плавающие в нем частицы могут подниматься вверх по потоку в верхний резервуар. Окончательного объяснения до сих пор нет: экспериментальные и вычислительные данные показывают, что загрязнение в основном вызвано поверхностное натяжение градиенты, однако на это явление также влияет динамика закрученных потоков, которые еще предстоит полностью изучить.

Происхождение

Экспериментальная установка для создания постоянного потока воды, падающего из верхнего приемника в нижний.

Это явление впервые наблюдал в 2008 году аргентинец С. Бьянкини во время приготовления чая мате, когда изучал физику в Гаванский университет.

Это быстро привлекло внимание профессора А. Лаге, который провел с Бьянкини серию контролируемых экспериментов. Позже проф. Э. Альтшулер завершил трио в Гавана, результатом которого стала дипломная работа Бьянкини и короткая оригинальная статья, размещенная в веб-архиве.[1] и прокомментировал как удивительный факт в некоторых онлайн-журналах.[2][3][4][5]

Дипломная работа Бьянкини показала, что это явление можно воспроизвести в контролируемых лабораторных условиях, используя листья мате или меловой порошок в качестве загрязнителей, и что температурные градиенты (горячие вверху, холодные внизу) не являются необходимыми для создания эффекта. Исследование также показало, что поверхностное натяжение было ключевым элементом объяснения с помощью так называемого Эффект Марангони, о чем свидетельствуют два факта: (а) и мат, и мел снижают поверхностное натяжение воды, и (б) если промышленное поверхностно-активное вещество добавляется в верхний резервуар, движение частиц вверх по потоку прекращается.

Подтверждение

После выступления А. Лаге на Первом семинаре по физике сложных веществ в Гаване (MarchCOMeeting'2012) проф. Т. Шинброт (Университет Рутгерса ) заинтересовался предметом. Вместе со студентом Т. Сиу кубинские результаты были подтверждены и дополнены новыми экспериментами и численным моделированием в Рутгерсе, в результате чего была подготовлена ​​совместная рецензируемая статья.[6]

Позже это явление было независимо подтверждено другими.[7]Вопрос о том, вызвано ли это исключительно градиентами поверхностного натяжения или зависит также от динамического поведения падающей воды, остается открытым.

Видео с эффектом доступны на YouTube.[8][9]

Подразумеваемое

Явление загрязнения выше по течению может иметь отношение к промышленным и биотехнологическим процессам и может быть связано даже с перемещением протоплазма. Это могло означать, что некоторые из передовой опыт в промышленных и биотехнологических процедурах нуждаются в доработке.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Bianchini S .; и другие. (2011). «Загрязнение верхнего течения при разливе воды». arXiv:1105.2585.
  2. ^ «Загрязняющие вещества могут стекать по водопадам, говорят физики». 2011.
  3. ^ «Маленькие частицы могут стекать вверх по водопадам, - говорят физики, пьющие чай». 2011.
  4. ^ «Некоторые частицы способны подниматься вверх небольшими водопадами, - показывают физики». 2011.
  5. ^ «Частицы бросают вызов гравитации, плывут вверх по течению». 2013.
  6. ^ Bianchini S .; и другие. (2013). «Загрязнение верхнего потока плавающими частицами». Труды Королевского общества А. 469 (2157): 20130067. Bibcode:2013RSPSA.46930067B. Дои:10.1098 / rspa.2013.0067.
  7. ^ «Загрязнение верхнего потока плавающими частицами». 2014.
  8. ^ А. Лаге-Кастелланос (2013). «Загрязнение в верхнем течении при разливе воды».
  9. ^ «Загрязнение верхнего потока плавающими частицами». 2014.