در دنیای فناوری کنترل سیالات، روش ها و دستگاه های زیادی وجود دارد که می توان از آنها برای دستکاری جریان مایعات و گازها استفاده کرد. شاید یکی از خلاقانه ترین و انقلابی ترین آنها نازل جت لامینار پرشی باشد. در این مقاله به بررسی اصول پشت این فناوری جذاب و کاربردهای متعدد آن در انواع محیط های صنعتی و علمی می پردازیم.
ابتدا بیایید منظورمان از جت آرام را تعریف کنیم. در دینامیک سیالات، جریان آرام، الگویی از حرکت است که در آن یک سیال به آرامی و به طور قابل پیش بینی در لایه ها یا لایه ها، بدون اختلاط کم یا بدون اختلاط بین آنها جریان می یابد. بنابراین، یک جت آرام، جریانی از سیال است که این الگوی جریان صاف و قابل پیش بینی را حفظ می کند، معمولاً در نتیجه محصور شدن در یک نازل یا لوله.
نازل جت چند لایه پرش این ایده اولیه را حتی فراتر می برد. این شامل یک نازل با یک دهانه باریک در پایه است که از طریق آن یک سیال با فشار ثابت تغذیه می شود. سپس نازل در یک سیال دوم مانند آب، روغن یا هوا غوطه ور می شود. هنگامی که فشار سیال تزریق شده به آستانه مشخصی می رسد، نازل یک جت ثابت و آرام از سیال را به سیال اطراف ساطع می کند. سپس این جت با اعمال نیروی نوسانی به نازل بالا و پایین میپرد و باعث میشود که جت بین بالا و پایین رفتن متناوب شود و یک الگوی ترکیدن و رها شدن مشخص ایجاد کند.
چیزی که نازل جت آرام پرشی را بسیار قابل توجه می کند، توانایی آن در تولید انفجارهای بسیار کنترل شده و دقیق زمان بندی شده از مایع است. با تنظیم فرکانس، دامنه و فاز نیروهای نوسانی اعمال شده به نازل، محققان و مهندسان می توانند شکل، جهت و سرعت انفجارهای حاصل را تنظیم کنند و طیف گسترده ای از الگوها و اثرات جریان را ایجاد کنند. اینها به نوبه خود می توانند برای اهداف مختلفی از جمله مخلوط کردن، هم زدن، اتمیزه کردن و انتقال سیال استفاده شوند.
نمونه هایی از کاربردهای عملی نازل های جت لامینار پرشی در زمینه های مختلف فراوان است. در تولید، می توان از آنها برای مخلوط کردن و پخش کردن رنگدانه ها در رنگ و پوشش ها، تولید قطرات یکنواخت در چاپ جوهر افشان و ایجاد حباب های کوچک هوا در غذاها و نوشیدنی های هوادهی استفاده کرد. در تحقیقات پزشکی و بیولوژیکی، میتوان از آنها برای کنترل دقیق جریان مایعات در دستگاههای ریزمقیاس برای تحویل دارو، سنجشهای زیستی و آنالیز سلولی استفاده کرد. و در علوم و مهندسی محیط زیست می توان از آنها برای کنترل حرکت آلاینده ها و آلاینده ها در خاک، آب و هوا استفاده کرد.
در نتیجه، نازل جت چند لایه پرشی یک فناوری جذاب و همه کاره است که همچنان محققان و مهندسان را از طیف گستردهای از زمینهها جذب میکند. انفجار مایع دقیق، قابل کنترل و بسیار قابل تنظیم آن را به ابزاری ایده آل برای انواع برنامه های کنترل سیال تبدیل می کند. و با پیشرفتهای مداوم در طراحی و مهندسی نازلهای جت چند لایه، میتوان انتظار داشت که این فناوری نقش مهمی را در شکلدهی آینده کنترل و دستکاری سیالات ایفا کند.