美国物理研究所 不同流体中气泡的时间演化
注意每次气泡收缩后喷射器喷射的形状
信用:洛克什·罗希拉 倒空瓶子是我们大多数人在倒饮料时观察到的现象
印度理工学院的研究人员发现了如何让瓶子更快地倒空，这对于饮料行业以外的许多领域都有广泛的影响
几个世纪以来，人们对气泡进行了广泛的研究，包括列奥纳多·达·芬奇的早期工作，他以注意到气泡在水池中正弦上升而闻名
瓶口处气泡的生长动力学取决于流体的热物理性质、瓶子的几何形状及其倾斜角度
这些不可避免地交织在一起的参数使得瓶子排空动力学成为气泡物理学家的下一个前沿
在本周的《流体物理学》中，洛克什·罗希拉和阿鲁普·库马尔·达斯用高速摄影从商业瓶子上气泡动力学的角度探索了这种倒瓶现象
图像分析使他们能够概念化各种参数，如液膜厚度、气泡长宽比、上升速度和瓶子排空模式
罗希拉说:“瓶内气泡动力学太复杂，无法研究，所以我们将气泡界面生长分为不同阶段来理解它们。”
众所周知，如果你增加瓶子的倾斜角度，它的倒空时间会更快
这增加了所谓的气泡夹断频率，相对增量取决于流体的热物理性质
封装泡沫的形成 “我们的实验表明存在一个临界倾角，此后瓶子倾角的任何进一步增加都不会导致瓶子排空时间的进一步减少，”罗希拉说
出现这种情况是由于空隙率的饱和，空隙率是液体周围的空气所占据的空间，在瓶口处有一个倾斜角
" 确定了两种不同的倒瓶模式
在一种模式下，由于瓶内气泡的高频夹断，排放速率增加
在另一种模式下，它是由相对较低频率的收缩气泡体积的增加引起的
罗希拉说:“我们还观察到，在垂直倒置的瓶子里排放液体时，有一个封装的气泡。”
“与直觉相反，封装的气泡会挤压瓶口外的部位
在无粘性流体中存在猛烈的喷射流，其中液体由于几乎没有内部摩擦而变薄，并且在粘性流体中完全没有喷射流，这控制了气泡的周期性
" 这项工作证明了瓶子的几何形状和热物理性质在减少瓶子排空时间方面发挥了作用
“我们可以通过操纵瓶子的几何形状来操纵瓶子的排放模式，”达斯说
“直观的产品专用瓶子设计能够更好地控制其排放速度
" 饮料工业和化工厂是受益于对瓶子几何形状的更好理解的应用之一
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