병에서 액체를 쏟을 때, 병목 현상에 모이는 거품에 의해 흐름이 방해되어 액체의 부드러운 통과에 장애물이 생깁니다. 이 기포는 유량을 크게 방해하고 비우는 과정을 연장 할 수 있습니다.
연구팀은 쏟아지는 동안 병에 거품의 역학을 포착하여 크기, 위치 및 움직임을 면밀히 관찰하기 위해 고속 이미징을 적용했습니다. 계산 모델링의 도움으로 유량은 기포의 위치와 상호 작용에 의해 크게 영향을 받는다는 것을 확인했습니다.
한 가지 주요 발견은 병의 중심 근처에 위치한 "축 대칭 거품"이라고 불리는 거품이 "비대칭 거품"으로 알려진 가장자리 근처의 흐름보다 더 효과적으로 흐름을 방해 할 수 있음을 보여 주었다. 대칭 기포가 나눌 가능성이 높아서 흐름을 더욱 방해하는 작은 기포를 만들어 내기 때문입니다.
이 팀은 또한 더 크고 중심 거품을 만들면 더 작고 유동적 인 거품의 형성을 방해하여 유속을 향상시킬 수 있음을 발견했습니다. 흐름 조건을 조작하고 크고 중심 거품을 생성함으로써, 액체의 유속이 20-40%의 개선을 보여 주었다.
이 혁신적인 접근 방식은 식품 및 음료 산업, 화학 및 제약 제조 및 화장품 생산과 같은 액체를 비우거나 붓는 데 의존하는 다양한 산업에서 잠재적 인 응용을 가질 수 있습니다. 이 지식을 적용함으로써 제조업체는 프로세스를 최적화하고 생산 시간을 줄이며 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
유체의 물리학 저널에 발표 된 연구 결과는 흐름의 기포 역학에 대한 근본적인 이해를 제공 할뿐만 아니라 산업 응용 분야에서 비우기 프로세스를 최적화하기위한 실용적인 솔루션을 제공합니다.
