У 16. веку Леонардо да Винчи први је описао фасцинантан феномен који је укључивао воду која је касније постала позната као хидраулични скок. И само пет векова касније, научници су коначно објаснили зашто се то догађа.
Овај скок није неко нејасно својство које је видљиво само научницима. Заиста морате само да уђете у своју кухињу или ускочите у туш да бисте је видели.
Ако укључите славину, приметите шта се дешава када вода удари у површину судопера. Ствара врло танак, брзо текући, кружни слој воде окружен дебљим, концентричним прстеном турбулентне воде. Хидраулички скок односи се на место где се вода диже и формира дебљи слој.
Почевши 1819. године са италијанским математичаром Гиоргиом Бидонеом, многи истраживачи покушали су објаснити шта узрокује да вода на овај начин скаче. Али сва досадашња објашњења и једнаџбе ослањале су се на гравитацију као главну силу, рекао је главни аутор Рајесх К. Бхагат, докторски кандидат на одсеку за хемијско инжењерство и биотехнологију на Универзитету у Цамбридгеу у Енглеској.
Да би искључили гравитацију, Бхагат и његов тим су извели једноставан експеримент. Они ударају равну, водоравну површину млазом воде како би створили једноставан хидраулични скок - исту врсту као и кад бисте укључили воду на кухињском судоперу. Али затим су нагињали ову површину на различите начине: вертикално, под углом од 45 степени и водоравно - да би на крају млаз воде погодио површину која је постала плафон. Како би снимили почетни скок, снимили су оно што се десило камерама велике брзине.
У сваком случају, хидраулични скок се догодио у истој тачки. Другим речима, танки, брзо покретни унутрашњи слој био је исте величине без обзира у којој се оријентацији налазила. Да је гравитација изазвала скокове, вода би се "искривила" у било којој од планета поред хоризонталне , Рекао је Бхагат. "Овај једноставан експеримент доказује да је све само гравитација."
Нова теорија није сравњена са гравитацијом
Да би проучили остале силе које су се можда играле, истраживачи су променили вискозност водотока - мерило колико може да одоли протоку - мешајући га са глицеролом, врстом алкохола са површинском напетошћу сличном воденом, али то је 1.000 пута вискозније од воде.
Такође су одржавали константну вискозност и смањивали површинску напетост - привлачну силу која држи течне молекуле на површини - мешањем заједничког састојка у детерџенту названом натријум додецил бензен сулфонат (СДБС). Коначно, изменили су и вискозност и површинску напетост мешањем воде и пропанола, друге врсте алкохола, тако да је раствор био 25 процената вискознији од чисте воде, али је имао површинску напетост три пута слабију.
То је омогућило истраживачима да изолују утицај сваке силе, рекао је за Ливе Сциенце старији аутор Иан Вилсон, професор меких чврстих и површинских својстава, такође на Универзитету у Цамбридгеу.
Поента је у томе да "можете предвидјети где почиње та транзиција између танког и дебелог филма", рекао је Вилсон. Многе претходне теорије то нису могле да ураде јер се локација хидрауличног скока мења када дебели слој удари по некој ивици, попут ивице судопера.
Скокови се дешавају на месту где силе површинске напетости и вискозитета сабирају и уравнотежују момент из млаза течности, открили су аутори.
Знајући где се најпре догоди овај скок, могли би да примене у индустрији, рекао је Вилсон. Танки слој који се формира пре скока носи много више силе него што дебљи слој чини, што је тањи простор ефикаснији у преносу топлоте.
Млазнице воде велике брзине користе се у индустријским применама, као што су чишћење млека и хлађење лопатица турбина авиона или силиконских полуводича, рекао је Бхагат. Често су у тим апликацијама повремене млазе воде ефикасније, рекао је Вилсон. Да бисте побољшали ефикасност ових испрекиданих млазева, морате бити у могућности да предвидите где ће се догодити почетни хидраулички скокови, рекао је.
