|  | 3 ноября 2013 | Научно-популярное

Используя ультразвуковые колебания, ученые заставили капли воды "танцевать" прямо в воздухе

Танцующая капля воды


Технология левитации капель жидкости при помощи ультразвуковых акустических колебаний известны ученым и применяются уже достаточно давно. В свое время мы рассказывали о работе исследователей из Национальной лаборатории Аргонна Министерства энергетики США и Лаборатории термодинамики Швейцарского федерального Технологического института в Цюрихе, которым удалось заставить капли жидкости парить и перемещаться в пространстве с помощью воздействия ультразвуковых волн. А теперь мы расскажем о группе исследователей из Университета Клемсона в Южной Каролине, руководимой профессором Веию Рэн (Weiyu Ran), которые заставили при помощи ультразвука капли воды не только просто парить и передвигаться в пространстве, но и изменять свою форму, совершая своего рода "танец", который был заснят высокоскоростной видеокамерой.

Играясь с левитирующими каплями воды, исследователи могли оперировать всего двумя параметрами ультразвуковых колебаний, их амплитудой и частотой. Как можно увидеть на приведенном ниже видеоролике, увеличение амплитуды колебаний приводило к тому, что капля воды из круглой превращалась в плоский диск, и чем больше была амплитуда, тем меньше становилась толщина водяного диска. Подстраивая частоту звуковых колебаний, исследователи добивались того, что собственная резонансная частота колебаний капли совпадала с частотой колебаний. При этом, круглый диск капли воды приобретал выступы, количество которых было равно номеру гармоники резонансной частоты.

Все эти удивительные превращения капель воды выглядят очень забавно. Но есть ли какое-нибудь практическое применение у подобных "чудес"? Конечно же, есть. Группа профессора Рэна баловалась с водой не просто ради забавы, они проверяли работу опытного образца установки, которая предназначена для удаления из воздуха летающих в нем частиц различных вещество. Такие технологии достаточно широко используются в шахтах и на металлургических предприятиях для удаления пыли из воздуха. Но, к сожалению, традиционные методы получения водяных капель не обладают достаточной эффективностью при удалении частиц пыли, размеры которых составляют около микрометра и меньше, и которые оказывают самое вредное влияние на легкие и дыхательные пути людей.

Конечно, опытный образец ультразвукового устройства является слишком малым для его практического применения. "С помощью современных технологий можно создать ультразвуковые распылители воды больших размеров и большой производительности. Но, к сожалению, для их работы потребуется необоснованно большое количество энергии" - рассказывает Джон Сейлор (John Saylor), участник исследовательской группы, - "Наша опытная установка является лишь доказательством работоспособности идеи, а для ее практического воплощения нам придется проделать еще массу работы".





Ключевые слова:
Ультразвук, Колебания, Воздух, Вода, Жидкость, Капля, Левитация, Амплитуда, Частота, Форма, Распыление

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Создан новый ультразвуковой привод, способный приводить в действие микро- и ...
  • Китайские ученые сделали двигатель для роботов из жидкого металла в стиле ...
  • Разработана технология акустической левитации, позволяющая поднимать и пере ...
  • Ученые заставили капли жидкости левитировать в пространстве с помощью звуко ...
  • Создан первый полностью оптический транзистор.




  • Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.