브라질 너트 효과 또는 진동 세분화 물질의 크기 의존적 분리는 세분화 대류 및 여과의 결과로 발생합니다.
‘혼합 너트’항아리가 항상‘혼합 된’이 아니라는 것을 알았습니까?
예를 들어, 트레일 믹스에서는 항상 브라질 너트 나 아몬드와 같은 더 큰 견과류가 상단에 있으며 땅콩이나 아마 씨와 같은 작은 것들은 정기적으로 바닥에 있습니다.
.항아리를 흔들어 더 균일하게 섞으려면 상황이 더 나빠집니다. 흔들리면 더 많은 브라질 견과류가 정상에 올라가는 것을 보게 될 것입니다. 그러나 왜 이런 일이 일어나나요?
더 큰 견과류가 항상 정상으로 올라가는 이유는 무엇입니까? (사진 크레딧 :Elena Veselova/Shutterstock)
브라질 너트 효과
오름차순 브라질 너트 덕분에 입자 분리 현상 일반적으로 “브라질 너트 효과”로 알려져 있습니다 .
이 효과는 브라질 견과류에만 제한되지 않습니다. 시리얼 박스에서 칩 패킷에 이르기까지 브라질 너트 효과가 다른 크기의 품목을 통해 작동하는 것을 볼 수 있습니다.
이 효과는 더 크고 무거운 물체가 주어진 공간의 바닥에 가라 앉는다는 우리의 논리적 신념과 모순되는 것 같습니다.
브라질 너트 효과를 실제로 원인하는 것은 무엇입니까?
왜 더 큰 덩어리가 맨 위로 올라가는가?
Muesli 또는 Cereals와 같은 혼합물의 특별한 점은 무엇입니까?
- 하나,이 혼합물은 모두 세분물 재료의 범주에 속합니다 .
- 2, 그들은 모두 강렬한 흔들림 을 겪습니다 그리고 운송 될 때 혼란.
브라질 너트 효과는 일반적으로 과립질 재료가 중력으로 인해 가속보다 큰 가속을 경험할 때 발생합니다.
더 간단한 말로, 입자는 중력을 극복하고 주위를 튕겨서 격렬한 흔들림을 겪어야합니다.
이것은 엉뚱한 놀이기구, 식료품 카트 및 배낭 여행을 통해 패키지가 전 세계를 여행함에 따라 항상 발생합니다.
입자가 튀어 오르기 시작하면 몇 가지 메커니즘이 작용하여“분류”합니다. 이 현상에 영향을 미치는 가장 중요한 메커니즘에 대해 논의합시다.
세분상 대류
격렬하게 흔들 때 대류 전류라는 것을 세분화 된 물질 내에서 발달하십시오.
대류는 뜨거운 유체의 상승과 차가운 유체의 침몰이 유체 운동의 루프를 초래하는 과정입니다.
따뜻한 공기가 떠오르고 차가운 공기 싱크 (사진 신용 :Blueringmedia/Shutterstock)
대류 전류가 형성됩니다.그러나 세분화 된 물질은 어떻게 그러한 행동을 보여줍니다?
글쎄, 세분화 된 재료는 이상합니다. 개별 과립은 기본적으로 고체이지만; 대량으로,이 물질은 액체와 가스의 특성을 나타냅니다.
부어지면 곡물은 액체와 비슷합니다 (사진 크레디트 :Vlad Antonov/Shutterstock)
우리가 세분화 된 재료를 흔들면 곡물의 벽에 더 가까운 곡물은 중앙에있는 것보다 더 마찰을 경험합니다. 결과적으로, 벽에 더 가까운 입자는 아래로 밀려 나가는 반면 중앙의 입자는 상승합니다. 이 일정한 운동은 천천히 세분화 된 대류 루프를 형성합니다.
브라질 너트 효과 (사진 크레디트 :GSRDZL/Wikimedia Commons)
이 대류 전류에서 주목할만한 것은 승천 중앙 채널이 vide, 이라는 것입니다. 반면 하향 측면 채널은 좁은 입니다 (원천). 따라서, 더 큰 입자는 넓은 상향 채널을 통해 쉽게 상승 할 수 있지만, 수축 된 측면 채널을 통해 뒤로 내려 가기가 어렵다. 결과적으로, 더 큰 입자가 표면에 붙어 있습니다. 흔들림이 계속됨에 따라 혼합물의 상단에 점점 더 큰 곡물이 나타납니다.
따라서, 뜨거운 공기가 상승하고 차가운 공기가 정기적으로 대류하는 것처럼; 더 큰 과립이 상승하고 세분화 된 대류에서 작은 것들이 가라 앉습니다.
여과
브라질 너트 효과와 관련된 또 다른 두드러진 메커니즘은 세분화 된 여과입니다 .
이 메커니즘은 상당히 간단합니다. 입자가 주위에 혼란 스러울 때, 작은 입자는 더 큰 입자에 의해 생성 된 간격을 차지하고 큰 입자를 차례로 밀어 넣습니다. 이 과정은 시간이 지남에 따라 계속되므로 더 큰 과립이 점차 표면에 도달합니다.
부스러기는 항상 바닥에 있습니다 (사진 크레디트 :Olivka888/Shutterstock)
이 효과는 컨테이너 벽으로 인한 마찰이 대류 전류를 유도하기에 충분히 강하지 않을 때 우세합니다.
브라질 너트 효과를 뒤집을 수 있습니까?
우리는 모두 우리 삶의 어느 시점에서 브라질 너트 효과를 뒤집기 위해 노력했지만, 아마도 활발한 흔들림, 뒤집기, 그리고 무엇을 실험함으로써,이 효과를 되돌리는 것은 쉽지 않습니다.
.세분화 된 분리는 실제로 많은 요인이 그 뒤에 작동하는 슈퍼 복합 현상입니다.
과립 입자의 배열은 입자 크기, 입자 모양, 마찰, 밀도, 용기의 모양, 용기 벽 및 진동 강도에 따라 다릅니다.
이러한 요소 중 일부를 조작하면 분류 패턴을 역전시키는 데 도움이 될 수 있지만 몇 가지 큰 변화 없이는 전체 재설정이 거의 불가능합니다.
예를 들어, 컨테이너의 모양을 원통형에서 원추형으로 변경하면 브라질 너트 효과를 되돌릴 수 있습니다. 콘 모양의 용기에 너트 믹스를 흔들면 큰 너트가 바닥에 정착하는 반면 작은 너트는 상단으로 올라갑니다. 이것은 대류 전류의 방향이 원뿔 요리에 반전되기 때문입니다.
브라질 너트 효과를 뒤집고 싶습니까? 항아리를 바꾸십시오! (사진 크레딧 :GSRDZL/Wikimedia Commons)
에서 간단히 말해
따라서 브라질 너트 효과는 간식을 얼마나 힘들게 흔들어도 간식을 고르게 섞지 못하는 이유입니다. 팝콘 커널이 컨테이너 바닥에있는 이유입니다.
또한 큰 바위가 강바닥 표면에 정착하는 이유와 소행성이 그들이하는 방식을 보이는 이유입니다.
… 그러나 나중에 그것에 대해 더 많이.
지금은 '혼합'을 희망하면서 견과류 나 무슬리를 흔들 때 정확한 반대 를 달성하고 있습니다. 결과.
