Bình phun dùng luồng khí kéo chất lỏng lên và tách giọt như thế nào?
Khám phá mở rộng – Vật lý/KHTN 10
Ở bình phun kiểu luồng khí, không khí chạy nhanh qua miệng một ống nhỏ tạo điều kiện chênh áp để chất lỏng đi lên; dòng khí sau đó tách và mang các giọt ra ngoài. Đây là cơ chế của loại bình phun có bóng bóp hoặc nguồn khí thích hợp, không phải mọi chai xịt.
Áp suất hai phía tạo đường đi
Một đầu ống nhỏ nằm trong chất lỏng, đầu kia gần luồng khí. Khi áp suất tại miệng trên thấp hơn đủ so với áp suất tác dụng lên mặt chất lỏng trong bình, chất lỏng được đẩy lên theo ống.
Từ “hút” mô tả kết quả quen thuộc, nhưng cơ chế vẫn cần xét áp suất. Không khí không kéo chất lỏng lên bằng một chiếc móc vô hình. Chênh áp phải đủ cho độ cao cần nâng và những cản trở trong đường đi.
Chất lỏng lên rồi trở thành giọt
Tại miệng phun, tương tác giữa khí nhanh và chất lỏng làm dòng lỏng bị chia thành những giọt nhỏ. Luồng khí mang giọt đi, tạo một đám phân tán có thể nhìn thấy.
Hình dung một bình nước hoa có bóng cao su ở bên cạnh. Bóp bóng cấp năng lượng cho dòng khí; dòng ấy làm thay đổi áp suất và tạo chuyển động của chất lỏng. Kích thước giọt còn phụ thuộc cấu trúc miệng phun và điều kiện dòng.
Đám phun có phải toàn bộ là hơi?
Không. Nhiều phần trong đám phun vẫn là giọt lỏng. Các giọt có thể bay hơi sau đó, nhưng tách giọt và chuyển thành khí là hai quá trình khác nhau.
Cũng không có quy tắc rằng bất cứ chỗ nào khí nhanh đều hút được nước lên bất cứ độ cao nào. Mô hình Bernoulli có điều kiện áp dụng; thiết bị thật còn có tổn thất và sự trộn dòng.
Ghi nhớ: nguồn khí cung cấp năng lượng, chênh áp đưa chất lỏng tới miệng phun, tương tác dòng tách giọt. Ba khâu này giúp phân biệt bình phun khí với máy tạo sương siêu âm.
Đọc thêm
- Vì sao máy tạo sương siêu âm phun sương mà không cần đun sôi nước?
- Áp suất chất lỏng và khí quyển: hiện tượng và ứng dụng