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Efecto Kaye

Un chorro de champú que cae muestra el efecto Kaye

El efecto Kaye es una propiedad de los líquidos complejos que fue descrita por primera vez por el ingeniero británico Alan Kaye en 1963. [1]

Mientras se vertía una mezcla viscosa de un líquido orgánico sobre una superficie, la superficie repentinamente arrojó un chorro de líquido que se fusionó con el que descendía.

Desde entonces se ha descubierto que este fenómeno es común en muchos líquidos no newtonianos (líquidos con una viscosidad dependiente de la tensión de corte o propiedades viscoelásticas ). Los líquidos domésticos comunes en esta categoría son los jabones líquidos para manos, los champús y la pintura antigoteo. Sin embargo, el efecto suele pasar desapercibido, ya que rara vez dura más de unos 300 milisegundos. El efecto se puede mantener vertiendo el líquido sobre una superficie inclinada, evitando que el chorro saliente se cruce con el descendente (que tiende a poner fin al efecto).

Aunque durante mucho tiempo se pensó que esto se debía a una capa de deslizamiento que se adelgaza por cizallamiento, [2] estudios recientes han demostrado a través de videos de alta velocidad [3] y experimentos en una cámara de vacío [4] que se arrastra una capa extremadamente delgada de aire (aproximadamente 1000 veces más delgada que el diámetro del chorro), que actúa como lubricante y sostiene el chorro deslizante.

La teoría actual sostiene que la viscoelasticidad es fundamental. En un fluido viscoelástico a chorro, una parte de la energía de deformación que se genera cuando el chorro cae es recuperable, lo que reduce la fuerza necesaria para sostener el chorro que salta, lo que permite que se arrastre más aire. [4]

Referencias

  1. ^ Kaye, A. (1963). "Una corriente líquida que rebota". Nature . 197 (4871): 1001–1002. Código Bibliográfico :1963Natur.197.1001K. doi :10.1038/1971001a0. S2CID  4265638.
  2. ^ Versluis, M; Blom, C; et al. (2006). "Champú saltarín y el efecto Kaye estable". Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment . 2006 (7): P07007. arXiv : physics/0603183 . doi :10.1088/1742-5468/2006/07/P07007. S2CID  119096147.
  3. ^ Lee, S; Li, E; et al. (2013). "El champú saltarín se desliza sobre una capa de aire lubricante". Physical Review E . 87 (6): 061001. Bibcode :2013PhRvE..87f1001L. doi :10.1103/PhysRevE.87.061001. hdl : 1969.1/185287 . PMID  23848618.
  4. ^ ab King, J; Lind, S (2019). "El efecto Kaye: nuevos experimentos y una explicación mecanicista". Revista de mecánica de fluidos no newtonianos . 273 : 104165. doi : 10.1016/j.jnnfm.2019.104165 .

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