光滑的光滑超流体将喷流推至临界点

可以流动而不受摩擦影响的将喷界点独特类型的氦气帮助KAUST团队更好地了解了快速移动的液体向微小液滴的转化。

每天发生的至临事件，例如洗澡或打开厨房水龙头，光滑都涉及一种有趣的流体流推物理现象，即射流破裂。将喷界点当液体从喷嘴流出并遇到某种东西时，至临它无法立即混入气体(例如，光滑气体)中，流体流推形成一个圆柱体。将喷界点快速地，至临小的光滑表面扰动和各种作用力使液体管破裂成液滴。整个圆柱体要么一次尖刺成小滴，流体流推要么呈波浪形或开瓶器状的将喷界点结构，要么雾化成细小喷雾。

自1800年代后期以来，研究人员一直试图使用经典的粘度，空气动力学和表面张力理论来理解和预测射流破裂的行为。但是，许多较早的研究提供了关于在不同的分解模式之间划分界限的矛盾证据，这一问题可能会影响寻求优化喷涂技术的制造商。

KAUST的Sigurdur Thoroddsen实验室的研究人员Nathan Speirs指出：“工程师对了解所形成的液滴的大小和方向以及喷嘴保持完整的距离感兴趣。“液体喷射破裂的方式有很多。”

为了将这一领域更新为21世纪，Thoroddsen小组与加利福尼亚大学欧文分校的研究人员合作，制造了一种能够通过窗户打开并使用高速相机观看的装置，能够将温度几乎达到零温度。在这些寒冷的深度，液氦会表现出一系列不同的行为，包括无摩擦的超流体。

Thoroddsen团队的另一位成员Kenneth Langley说：“当液态氦变成超流体时，由于没有粘度，它可以从最微小的缺陷(我们称为超级泄漏)中逸出”，因此实验设置很难进行。“关闭电池时，我们必须非常小心，一旦关闭，就无法调整内部空间。”

使用新型低温设备产生的详细图像使KAUST团队能够精确地量化射流破裂状态并确定先前研究忽略的物理因素。

Speirs说：“我们的结果表明，在界面区域中，气体和液体的流动同等重要，而其他大多数研究都忽略了这一想法。” 兰利补充说：“形成的液滴的不规则形状也非常有趣，我们希望对其进行更详细的分析。”

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