Учени обясниха воден феномен, наблюдаван от Леонардо да Винчи през XVI век

През XVI век Леонардо да Винчи описва феномен, свързан с поведението на водата, който на по-късен етап е наречен „хидравличен отскок“. Учените вече имат обяснение какво причинява необикновеното поведение на водата.

Изследователите споделят, че феноменът може да бъде лесно наблюдаван в домашни условия, в кухнята или банята. Щом водата от чешмата достигне до коритото на мивката тя създава тънък и бързо течащ слой, заобиколен от по-плътен пръстен от турбулентна вода.

„Хидравличният отскок“ е частта от струята където водата се покачва и сформира по-плътния слой.

От 1819 насам много математици направиха опити да обяснят явлението, започвайки с теорията на италианеца Джорджо Бидоне. Повечето от обясненията разчитаха на гравитацията като основен причинител на явлението, обяснява докторантът и съавтор на съвременното проучване Раджеш К. Багат от Университета в Кеймбридж, Англия.

Според Багат гравитацията не е основният причинител на явлението. Вместо това силите, които стоят зад необикновеното поведение, са повърхностното напрежение и вискозитетът. За целта учените изстреляха водна струя под 45 и 90-градусов ъгъл към плоска хоризонтална повърхност. Резултатът бе същият, както когато водата пада надолу под влиянието на гравитацията. При всяка една от ситуациите водата има същото поведение, дори когато струята е насочена в посока обратна на гравитационното привличане.

За да проучат какво причинява явлението, учените направиха същите опити с различен вискозитет, смесвайки водата с глицерол. Освен това Багат намали повърхностно напрежение чрез смесването на течността с натриев додецил бензенсулфонат. Последната стъпка от изследването бе промяната на повърхностно напрежение и вискозитета едновременно чрез смесването на вода с пропанол. По този начин получената смес бе с 25% по-голям вискозитет и три пъти по-малко повърхностно напрежение. Така учените успяха да изолират влиянието навсяка от силите, разкрива ръководителят на проучването Иан Уилсън.

Разбирането къде се сформира хидравличният отскок може да помогне в индустриална среда. Тънкият слой преди отскока носи много повече енергия от по-плътния слой в големия пръстен. Това прави тънкия слой много по-ефективен в преноса на топлина.

Високоскоростни водни струи намират приложение в индустрията, като пречистването на мляко, охлаждането на самолетни турбини или силициеви полупроводници, допълва Багат.

Обикновено при тези приложения прекъсваните струи вода са по-ефективни. Ефективността може да бъде подобрена чрез предвиждането на това къде ще се образува хидравличният отскок.