弹性喷嘴可以产生更稳定的液体射流

到目前为止，人们很少关注液体通过可变形弹性喷嘴的流动。发表在《欧洲物理杂志》特刊上的新研究介绍了被动变形喷嘴的概念，并表明较软的喷嘴材料可以在很宽的流速范围内产生更稳定的射流。该研究团队由美国田纳西大学的安德鲁·迪克森领导。

新的实验表明，当液体流过它们时变形的喷嘴可以帮助提高液体射流在许多不同的情况下的稳定性。

当液体射流通过喷嘴喷射时，它最终会分解成一串液滴。通过以前的研究，研究人员确定，与发生这种分解的喷嘴的距离取决于广泛的因素：包括喷嘴的形状以及射流周围空气的运动。然而，到目前为止，人们对弹性喷嘴的关注很少，当液体通过它们时，弹性喷嘴会变形。由Dickerson领导的团队介绍了被动变形喷嘴的概念，并表明较软的喷嘴材料可以在很宽的流速范围内产生更稳定的射流。

液体喷嘴广泛用于各种应用：包括清洁、切割、喷墨打印和药物输送。在这些不同的场景中，用户控制这些喷气式飞机破裂的距离通常至关重要，这样他们就可以在击中目标时仔细调整由此产生的空投的频率和大小。该长度与几个不同的因素有关：包括表面张力，液体粘度和射流速度。目前，控制破碎长度的方法包括将射流与流动气体混合，改变喷嘴的几何形状，以及在离开喷嘴后操纵射流。

为了评估变形喷嘴的影响，Dickerson的团队构建了新的方程，以解释液体流动和弹性喷嘴膨胀之间的相互联系。然后，他们使用一系列简单的喷嘴测试了他们的数学准确性-其中0.5毫米的孔被打入不同的弹性膜上，每个膜具有不同的刚度。当他们通过这些喷嘴喷射液体时，研究人员发现，最柔软，最易变形的材料在广泛的流速范围内提供了最稳定的射流。他们的结果为如何提高液体射流的稳定性提供了宝贵的见解，最终使其用户能够更准确地击中目标。