Эффект когда вода не двигается

Источник

Как будто бы время остановилось: с помощью воздушного шара мужчина создал эффект замерзшего потока воды (видео)

Предприниматель искусственно воссоздал эффект ламинарного потока, который делает движущуюся струю воды похожей на застывшую во времени. Пьер Тейлор, 26 лет, из Денвера, штат Колорадо, использовал воздушный шар и немного ленты, чтобы воспроизвести эффект, который так часто можно увидеть в вирусных видео со всего мира.

Вода может быть одним из самых распространенных соединений на Земле, но она также является одним из самых загадочных

Например, как и большинство жидкостей, она становится плотнее при охлаждении. Но в отличие от них, она достигает состояния максимальной плотности при 4 °C, а затем становится менее плотной, прежде чем замерзнет.

В твердой форме она еще менее плотная, поэтому стандартный лед плавает на воде. Это одна из причин, почему жизнь на Земле процветала. Если бы лед был плотнее, чем вода, озера и океаны замерзали бы снизу вверх, почти наверняка предотвращая химию, которая делает жизнь возможной.

Мужчина создал эффект замерзшего потока воды

Пьер Тейлор наполнил воздушный шарик водой, затем использовал ленту, чтобы поместить на нее символ хэштега, и проткнул воздушный шар в центре знака. Это позволило Пьеру создать струю воды, которая выглядела потрясающе неподвижно.

Источник

Режимы течения жидкости. Ламинарный и турбулентный режим

Под режимом течения жидкости понимают кинематику и динамику жидких макрочастиц, определяющую в совокупности структуру и свойства потока вцелом.

Режим движения определяется соотношением сил инерции и трения в потоке. Причем эти силы всегда действуют на жидкие макрочастицы при их движении в составе потока. Хотя это движение может быть вызвано различными внешними силами например силами гравитации и давления. Соотношение этих сил отражает критерий Рейнольдса, которое является критерием режима течения жидкости.

При низких скоростях движения частиц жидкости в потоке преобладают силы трения, числа Рейнольдса малы. Такое движение называется ламинарным.

При высоких скоростях движения частиц жидкости в потоке числа Рейнольдса велики, тогда в потоке преобладают силы инерции и эти силы определяют кинематику и динамику частиц, такой режим называется турбулентным

А если эти силы одного порядка (соизмеримы), то такую область называют — область перемежания.

Вид режима, в значительной мере, влияет на процессы происходящие в потоке, а значит и расчетные зависимости.

Ламинарный режим течения жидкости

Схема установки для иллюстрации режимов течения жидкости показана на рисунке.

Жидкость из бака по прозрачному трубопроводу через кран поступает на слив. На входе в трубу установлена тонкая трубка по которой в центральную часть потока поступает красящее вещество.

Если немного приоткрыть кран, жидкость начнет протекать по трубопроводу с небольшой скоростью. При введении красящего вещество в поток можно будет увидеть как токая струйка красящего вещества в виде линии протекает от начала трубы до ее конца. Это свидетельствует о слоистом течении жидкости, без перемешивания и вихреообразования, и преобладании в потоке сил инерции.

Такой режим течения называется ламинарным.

При ламинарном течении линии тока параллельны оси трубы, т.е. отсутствует поперечные потоку жидкости перемещения.

Турбулентый режим течения

При увеличении расхода через трубу в рассматриваемой установке скорость движения частиц жидкости будет увеличиваться. Струя красящей жидкости начнет колебаться.

Если открыть кран сильнее, расход через трубу увеличится.

Поток красящей жидкости начнет смешиваться с основным потоком, будут заметны многочисленные зоны вихреообразования, перемешивания, в потоке будут преобладать силы инерции. Такой режим течения называется турбулентным.

При турбулентном течении векторы скоростей имеют не только осевые, но и нормальные к оси русла составляющие.

От чего зависит режим течения жидкости

Режим течения зависит от скорости движения частиц жидкости в трубопроводах, геометрии трубопровода.

Как было отмечено ранее, О режиме течения жидкости в трубопроводе позволяет судить критерий Рейнольдса, отражающий отношение сил инерции к силам вязкого трения.

• При числах Рейдольдса ниже 2300 можно говорить о ламинарном движении частиц (в некоторых источниках указывается цифра 2000)
• Если критерий Рейнольдса больше 4000, то режим течения — турбулентный
• Числа Рейднольдса от 2300 до 4000 свидетельствуют о переходном режиме течения жидкости

Источник

Имитация левитации воды на Ардуино

Добрый вечер! В этой публикации я расскажу о своей самоделке, задумал которую я достаточно давно. Но реализовал только сейчас.

Впервые увидел этот эффект еще в детстве. Меня попросили помочь, подержать и посветить автомобильным стробоскопом на маховик двигателя автомобиля. Мотор запустили и после чего я увидел на вращающемся маховике, почти не подвижную насечку, которая стояла на одном месте, а маховик при этом вращался. После чего родилась идея сделать вентилятор и стробоскопом остановить его. Идею спустя какое то время реализовал, на лампе ИФК-120, тиристоре КУ202 с обвязкой, поигрался и закинул в дальний угол, но вот лет 6 тому назад увидел японское видео с левитацией воды. Так и родилась идея повторить этот трюк с левитацией капель. Долго не доходили до реализации руки и вот наконец то, сбылась мечта…

Посмотрите видеоролик того, что у меня получилось:

Как это работает

В ютубе есть несколько видео, в которых пытаются рассекать воду на капли, текущую из силиконового шланга, при помощи аудио колонки или динамической головки. Но в этом способе есть несколько недостатков.

1 — громоздкость конструкции(колонка, усилитель, генератор частот, стробоскоп)
2 — низкочастотный динамик не может воспроизводить меандр, из — за своей механической конструкции и на выходе у него получается что то вроде синусоиды. В итоге вода не рассекается на капли, а извивается как змея.
3 — Генератор частот каждый раз придется подстраиваться под частоту стробоскопа. Частота будет уплывать.

В моей конструкции все просто и дешево. Эту конструкцию может повторить каждый желающий, в домашних условиях.

Стробоскоп и электромагнит от автомобильного реле, работают на одной частоте. Электромагнит разбивает поток воды на капли, а стробоскоп засвечивает эти капли, в определенный момент. Так как капли падают с частотой равной стробоскопу, то получается эффект висящих в воздухе капель.

Схема

Транзисторы КТ972 у меня были под рукой, вот я их и поставил. Вы можете поставить любые другие транзисторы рассчитанные на напряжение не менее 30В и ток не менее 2А. Резисторы в базах транзисторов ограничивают ток до 40мА, что бы не повредить выход контроллера. Светодиодный элемент я использовал из старой неисправной светодиодной лампы. Что бы уменьшить напряжение питания элемента до 24 В. Я поделил элемент на две части, разрезав одну дорожку и запараллелил эти два массива светодиодов. Так как питание светодиодного элемента осуществляется короткими импульсами, а напряжение питания равно напряжению падения на светодиодах, то ограничивать ток я не стал. Диод стоящий параллельно электромагниту, защищает от отрицательных выбросов электромагнитной катушки. Можно поставить диод из той же, разобранной LED лампы. Электромагнит сделан из автомобильного реле. Реле у меня уже было раскурочено, по этому мне пришлось использовать его таким какое оно есть. Если бы у меня было исправное реле, я бы сначала попробовал подключить китайскую палочку на якорь реле. Для обеспечения зазора между постоянным магнитом и электромагнитом, можно вложить между ними кусочек поролона, или сдвинуть палочку с магнитом в бок. Как я и сделал.

Используемые в схеме компоненты:

Arduino nano — 1 шт.
Энкодер — 1 шт.
Макетная плата — 1 шт.
Старая LED лампа — 1 шт.
Транзистор КТ972 — 2 шт.
Реле автомобильное — 1шт.
Резистор 120 Ом — 2шт.

Подробности по коду для ардуино

Я использую Arduino Nano, потому что у меня их много и они прекрасно устанавливаются на макетной плате. Но Вы можете использовать абсолютно любой контроллер Ардуино и даже Digispark. Энкодер использует прерывание INT1. Если вращать энкодер без нажатия, то тогда регулируется частота вспышек стробоскопа и частота электромагнита, с шагом 0,1Гц. Если вращать с нажатием, то регулируется длительность вспышек светодиода, у фотографов это называется время выдержки. При этом частота не изменяется. Управление светодиодным элементом, для удобства отладки я подключил на D13, но Вы можете поменять все пины подключения, на любые другие. Только нельзя менять пин D3(INT1) энкодера.

Настройка левитрона

Основная настройка сводится к регулировке потока воды. Нужно настроить скорость потока воды таким образом, чтобы электромагнит мог стабильно разбивать поток воды на капли. Я думаю что это очень просто и Вы визуально сразу поймете где золотая середина. Также настройте частоту вспышек стробоскопа, на более комфортную для Ваших глаз. Частота вспышек влияет
на расстояние между каплями, а если капли начнут рваться без синхронизации, то перестройте поток воды. Если хотите снять видео на камеру, то нужно подстроить стробоскоп под частоту камеры, что бы на камере не было мерцаний

Что дальше?
Планирую купить импульсный насос и на его основе сделать левитирующий дождь из душевой лейки. Так что будет еще одна небольшая статья и видео на тему «Левитация воды»
Подписывайтесь что бы не пропустить новую статью и видео.

Будут вопросы спрашивайте, не стесняйтесь.
Я с удовольствием отвечу на них

Источник

Ламинарный поток: если вода из крана течет определенным образом, она кажется остановившейся

При некоторых условиях текущая вода из крана кажется нам совершенно неподвижной. Только при прикосновении становится понятно, что она все же течет. Этот необычный феномен называется ламинарным потоком: в каждой точке пространства внутри воды все свойства жидкости остаются неизменными.

Со стороны человек видит ламинарный поток (или ламинарное течение) как полностью замершую воду. Эта иллюзия создается когда жидкость двигается ровным слоем без пульсаций или перемешивания, обычно так происходит при небольшой скорости движения той же воды.

Примыкающий к трубе слой жидкости как бы прилипает к ней за счет молекулярного сцепления, он действительно остается неподвижным. Но последующие слои воды движутся с большей скоростью, причем она увеличивается в зависимости от расстояния до поверхности трубы. Быстрее всего двигается слой который идет вдоль оси трубы.

Вот как выглядит такой поток на видео:

Ламинарное течение можно увидеть только при определенной скорости, при ее превышении оно переходит в турбулентное течение.

Источник