Tot nu toe is er weinig aandacht besteed aan de vloeistofstroom door vervormbare elastische sproeiers. Nieuw onderzoek gepubliceerd in The European Physical Journal Special Topics introduceert het concept van passief vervormende nozzles en laat zien dat zachtere nozzlematerialen stabielere jets kunnen produceren over een breed scala aan stroomsnelheden. Het onderzoeksteam werd geleid door Andrew Dickerson van de Universiteit van Tennessee, VS.

Nieuwe experimenten tonen aan dat sproeiers die vervormen als er vloeistof doorheen stroomt, de stabiliteit van vloeistofstralen in veel verschillende scenario's kunnen helpen verbeteren

Wanneer een vloeistofstraal door een mondstuk wordt gespoten, zal deze uiteindelijk uiteenvallen in een reeks druppels. Door eerdere studies hebben onderzoekers vastgesteld dat de afstand tot het mondstuk waar dit uiteenvallen plaatsvindt, afhangt van een breed scala aan factoren:waaronder de vorm van het mondstuk en de beweging van lucht rond de straal. Tot nu toe is er echter weinig aandacht besteed aan elastische mondstukken, die kunnen vervormen als vloeistoffen er doorheen gaan. Het team onder leiding van Dickerson introduceert het concept van passief vervormende nozzles en laat zien dat zachtere nozzlematerialen stabielere jets kunnen produceren over een breed scala aan stroomsnelheden.

Vloeistofstralen zijn te vinden in een uitgebreid scala aan toepassingen:waaronder reinigen, snijden, inkjetprinten en medicijnafgifte in de geneeskunde. In deze verschillende scenario's is het vaak cruciaal voor gebruikers om de afstand te bepalen waarop deze jets uiteenvallen, zodat ze de frequentie en grootte van de resulterende druppels zorgvuldig kunnen aanpassen wanneer ze hun doelen raken. Deze lengte is gekoppeld aan verschillende factoren:waaronder oppervlaktespanning, vloeistofviscositeit en straalsnelheid. Momenteel omvatten methoden voor het regelen van de opbreeklengte het mengen van de straal met een stromend gas, het wijzigen van de geometrie van het mondstuk en het manipuleren van de straal nadat het het mondstuk heeft verlaten.

Om de invloed van vervormende mondstukken te beoordelen, heeft het team van Dickerson nieuwe vergelijkingen geconstrueerd om rekening te houden met de onderlinge verbinding tussen de vloeistofstroom en de verwijding van het elastische mondstuk. Vervolgens testten ze de nauwkeurigheid van hun wiskunde met behulp van een reeks eenvoudige sproeiers - waarbij een gat van 0,5 mm in verschillende elastische membranen werd geponst, elk met een andere stijfheid. Terwijl ze vloeistof door deze sproeiers spoot, ontdekten de onderzoekers dat de zachtste, meest vervormbare materialen de meest stabiele stralen opleverden over een breed scala aan stroomsnelheden. Hun resultaten bieden waardevolle inzichten in hoe de stabiliteit van vloeistofstralen kan worden verbeterd, waardoor hun gebruikers uiteindelijk hun doelen nauwkeuriger kunnen raken. + Verder verkennen

Gladde supervloeistoffen duwen jets naar het breekpunt