EO

Oliedruppel gaat spontaan zweven boven ijskoud oppervlak

08 januari 2019 om 15:29 uur

Een druppeltje olie dat wordt neergelegd op een erg koud vloeistofoppervlak, gaat kort daarna uit zichzelf bewegen, in rechte lijnen en vele minuten lang, zelfs als het druppeltje eenmaal bevriest. Dat is eigenlijk het omgekeerde van wat er gebeurt als een druppeltje water beweegt op een heet oppervlak, het bekende Leidenfrost effect. Onderzoekers van de Universiteit Twente publiceren over de verrassende ‘koude versie’ van het effect in de Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).


Druppels die op een hete plaat vallen, verdampen niet direct, maar worden opgetild door een soort kussentje van hun eigen damp. Dit Leidenfrost effect is uitvoerig onderzocht. Maar wat gebeurt er nu met een druppeltje op een heel koud oppervlak? Op een bad van vloeibare stikstof (-196° C) plaatste UT-onderzoeker Anaïs Gauthier een druppeltje ethanol of siliconenolie, op kamertemperatuur. Wat blijkt? Dat druppeltje bevriest niet ter plekke, maar gaat na enkele seconden spontaan en met constante snelheid bewegen, om voorlopig ook niet tot stilstand te komen. Zelfs als het uiteindelijk wél bevriest, blijft het druppeltje in rechte lijnen bewegen, tot wel tientallen minuten lang. Komt het in de buurt van de wand van het vloeistofreservoir, dan stuitert het elastisch terug.

 

Vormverandering

Anders dan bij het gewone Leidenfrost effect is het niet de druppel die een vormverandering ondergaat, maar het onderliggende vloeistofoppervlak. Zo vormt zich een laagje damp tussen de koude vloeistof en de relatief warme olie. Dat verklaart nog niet waarom de druppel dan uit zichzelf gaat bewegen, in plaats van ter plekke te bevriezen. Er moet een aanzet zijn. Uit de analyse van de camerabeelden, simulaties en wiskundige modellen blijkt dat het laagje onder de druppel niet symmetrisch is. Deze asymmetrie is de aanstichter voor de beweging en de snelheden zijn goed te voorspellen. Aan de wanden vindt geen botsing plaats, dan zou de snelheid er veel eerder uit gaan. Ook tussen de wand en het druppeltje vormt zich een laagje damp, zodat het elastisch terugkaatst.

 

Koeltransport

Vervolgonderzoek moet uitwijzen wat de asymmetrie in het laagje precies veroorzaakt. Een interessante vraag is ook wat er gebeurt met meerdere druppels op het oppervlak. "De spontane beweging van druppels kan interessant zijn voor het bevriezen en transporteren, zonder vervuiling, van bijvoorbeeld biologische materialen", aldus Gauthier.

 

Reacties (1)

Ben geen wetenschapper maar.....
Het gas tussen de ronde druppel en de oppervlakte is stromend aanvoer afvoer.
Op een scheef oppervlak zal de druppel naar beneden gaan. Maar op een horizontaal vlak, vloeibare stikstof, is het gevoelig voor andere krachten. Deze drain is gevoelig voor de cortisol krachten. Denk aan het afvoer putje in de gootsteen en geeft een draaiend effect waardoor de verplaatsing in het voorbeeld rechtsom en zal op het zuidelijk halfrond wel links om gaan.
Broodje Aap?
Ab, 22 januari 2019 11:27
 

Gerelateerd nieuws

Droge coating maakt batterijen milieuvriendelijker en goedkoper

Droge coating maakt batterijen milieuvriendelijker en goedkoper

Onderzoekers van het Fraunhofer Instituut voor Materiaal- en Beamtechnologie IWS in Dresden hebben een manier gevonden om de elektrodes van batterijen te coaten met een droge film, in plaats van met vloeibare…

Van afvalwater naar raketbrandstof

Van afvalwater naar raketbrandstof

Er is een organisme dat tijdens zijn metabolisme raketbrandstof maakt: de anammoxbacterie. Hij doet dit met het enzym 'hydrazine synthase'. Laura van Niftrik van de Radboud Universiteit gaat dit principe te…

10e Engineering Event Safety

Tiende Safety Event: leren (van fouten) moet

Het tiende Safety Event op dinsdag 14 mei had weer een gevarieerd programma met een aantal lezingen en learnshops. Een korte inhoud van een drietal lezingen:

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Groot bereik - wereldwijde toepassing - veilige gegevensoverdracht

Schmersal lanceert nieuw veiligheidslichtscherm met Bluetooth-interface Voor het eerst lanceert de Schmersal-groep een...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tosec
Tosec

Specialist in plaatbewerking

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

19 juni 2019, Vianen

Instrumentatie & Analyse event

Het Instrumentatie & Analyse event gaat over de nieuwste ontwikkelingen en uitdagende...

19 juni 2019, Den Bosch

Power Electronics 2019

Het doel van dit seminar is de diversiteit van toepassingen, innovaties en kennis te tonen op het gebied...

Meer agendapunten »