리버스 스프링클러는 물을 튜브를 끌어 당겨 튜브를 뿌린 다음 상단에 뿌려서 물 안개를 생성하는 장치입니다. 이 과정은 모세관 작용에 의해 구동되며, 이는 중력과 같은 외부 힘의 도움없이 액체가 좁은 공간에서 흐르는 능력입니다.
연구원들은 실험 측정과 컴퓨터 시뮬레이션의 조합을 사용하여 역 스프링클러의 물리를 이해했습니다. 그들은 장치 작동의 열쇠가 튜브 내부에 물의 박막을 형성한다는 것을 발견했습니다. 이 필름은 두께가 몇 마이크로 미터에 불과하지만 튜브 위로 물을 끌어내는 압력 차이를 만들기에 충분합니다.
연구원들은 또한 튜브의 모양이 스프링클러가 제대로 작동하는 것이 중요하다는 것을 발견했습니다. 튜브는 약간 원뿔형이어야하며 바닥에 가장 넓은 부분이 있어야합니다. 이 모양은 모세관 작용이 발생하는 데 필요한 물의 박막을 만드는 데 도움이됩니다.
이 연구의 결과는 새로운 유형의 냉각 시스템 및 물 필터의 개발과 같은 다수의 응용을 가질 수 있습니다.
다음은 역 스프링클러의 작동 방식에 대한 자세한 설명입니다.
1. 역 스프링클러가 물 용기에 배치되면 물이 모세관 작용에 의해 튜브를 끌어냅니다.
2. 물은 튜브 내부에 박막을 형성합니다.
3. 튜브 내부와 외부 사이의 압력 차이로 인해 물이 튜브 상단에 뿌려집니다.
4. 튜브의 모양은 모세관 작용이 발생하는 데 필요한 물의 박막을 만드는 데 도움이됩니다.
연구원들은 또한 물의 온도를 변화시킴으로써 튜브에서 물이 뿌려지는 속도를 제어 할 수 있음을 발견했습니다. 물이 더 뜨거워지면 점성이 적으므로 튜브를 통해 더 쉽게 흐릅니다. 이로 인해 스프레이 속도가 높아집니다.
이 연구의 결과는 새로운 유형의 냉각 시스템 및 물 필터의 개발과 같은 다수의 응용을 가질 수 있습니다. 예를 들어, 리버스 스프링클러는 물을 공기에 뿌려 방을 식히는 데 사용될 수 있습니다. 물이 증발하고 증발이 공기를 식힐 것입니다. 역 스프링클러는 물에서 불순물을 제거하여 물을 여과하는 데 사용될 수도 있습니다. 물은 튜브를 끌어 올리고 불순물이 필터에 갇히게됩니다.
