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

Werken aan grootste windturbine ooit

Werken aan grootste windturbine ooit

De Haliade-X van GE Renewable Energy is de grootste en meest krachtige windturbine ter wereld. De komende vijf jaar wordt de turbine getest op de Maasvlakte. Met een nog nooit vertoonde capaciteit van 12 megawatt kan een…

Als schepen konden praten

Als schepen konden praten (video)

De Rotterdamse haven kan de grootste containerschepen ter wereld aan, maar de doorvoer van de duizenden containers die zo’n schip vervoert, veroorzaakt files op water, weg en spoor. Als schepen en andere…

Fotonen in het gevang: onderzoekers sluiten licht op in fotonisch kristal

Fotonen in het gevang: onderzoekers sluiten licht op in fotonisch kristal

Een miniatuur gevangenis voor fotonen: dat is de nanocavity die onderzoekers van de Universiteit Twente hebben ontdekt. Het is een uiterst kleine holte die van alle kanten wordt omgeven door een fotonisch kristal, een…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Pilz configureerbare besturingssystemen volop in ontwikkeling

De configureerbare besturingssystemen PNOZmulti 2 van Pilz hebben veel functies en zijn flexibel inzetbaar. U kunt de...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

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

Perfection in Automation

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

23 november 2018, Groningen

BEYOND THE LAB: the DIY Science Revolution

Dit project laat zien dat mensen mee kunnen doen aan wetenschap en samen de verantwoordelijkheid delen...

26 maart 2019, Veenendaal

Industrial Ethernet 2019

Industrial Ethernet biedt voordelen als snelheid, kostenreductie, diagnose mogelijkheden en remote...

Meer agendapunten »