케이 효과

Kaye effect
떨어지는 샴푸의 흐름은 케이이 효과를 보여준다.

케이 효과(Kaye effect)는 영국의 엔지니어 앨런 케이가 1963년에 처음 설명한 복잡한 액체의 특성이다.[1]

유기 액체의 점성 혼합물 하나를 표면에 붓는 동안, 표면은 갑자기 하강하는 액체와 합쳐지는 다가오는 액체를 내뿜었다.

이 현상은 이후 많은 뉴턴계 비액체(전단 응력에 따라 점성이 달라지거나 점성이 있는 성질을 가진 액체)에서 일반적이라는 것이 밝혀졌다. 이 범주의 일반적인 가정용 액체는 액체 손 비누, 샴푸 및 비드립 페인트다. 그러나 그 효과는 거의 300밀리초 이상 지속되지 않기 때문에 보통 눈에 띄지 않게 된다. 그 효과는 액체를 비스듬한 표면에 부어서 나가는 제트기가 아래쪽 제트기와 교차하지 못하게 함으로써 지속될 수 있다(이러다가는 효과를 끝내는 경향이 있다).

전단 박리 슬립 레이어 때문에 오래 전부터 발생한다고 생각했지만, 최근의 연구는 초고속 비디오와[3] 진공 챔버에서의[4] 실험을 통해 윤활유 역할을 하며 슬라이딩 제트를 지지하고 있는 극도로 얇은 공기 층(제트 직경보다 약 1000배 얇은 공기 층)이 막히는 것을 밝혀냈다.[2]

현재의 이론은 점탄성이 핵심이라는 것이다. 제트 점탄성 액에서는 제트 추락에 따른 변형 에너지의 일부를 복구할 수 있으며, 이는 도약 제트 지지에 필요한 힘을 감소시켜 더 많은 공기가 유입될 수 있게 한다.[4]

참조

  1. ^ Kaye, A. (1963). "A Bouncing Liquid Stream". Nature. 197 (4871): 1001. Bibcode:1963Natur.197.1001K. doi:10.1038/1971001a0.
  2. ^ Versluis, M; Blom, C; et al. (2006). "Leaping shampoo and the stable Kaye effect". Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment. 2006 (07): P07007. arXiv:physics/0603183. doi:10.1088/1742-5468/2006/07/P07007.
  3. ^ Lee, S; Li, E; et al. (2013). "Leaping shampoo glides on a lubricating air layer". Physical Review E. 87 (6): 061001. doi:10.1103/PhysRevE.87.061001. hdl:1969.1/185287.
  4. ^ a b King, J; Lind, S (2019). "The Kaye effect: New experiments and a mechanistic explanation". Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. 273: 104165. doi:10.1016/j.jnnfm.2019.104165.

외부 링크


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