Quando si versa un liquido da una bottiglia, spesso il flusso è ostacolato dalle bolle che si accumulano nel collo della bottiglia, creando un ostacolo al regolare passaggio del liquido. Queste bolle possono ostacolare notevolmente la portata e prolungare il processo di svuotamento.
Il team di ricerca ha applicato l’imaging ad alta velocità per catturare la dinamica delle bolle in una bottiglia durante il versamento, osservandone attentamente le dimensioni, la posizione e il movimento. Con l'aiuto della modellazione computazionale, hanno identificato che la portata del flusso è fortemente influenzata dalle posizioni e dalle interazioni delle bolle.
Una scoperta chiave ha rivelato che le bolle situate vicino al centro della bottiglia, denominate “bolle assialsimmetriche”, possono ostruire il flusso in modo più efficace rispetto a quelle vicine ai bordi, note come “bolle asimmetriche”. Questo perché le bolle simmetriche hanno maggiori probabilità di dividersi, creando bolle più piccole che ostacolano ancora di più il flusso.
Il team ha anche scoperto che la creazione di una bolla centrale più grande può aumentare la velocità del flusso interrompendo la formazione di bolle più piccole che interrompono il flusso. Manipolando le condizioni del flusso e generando una grande bolla centrale, hanno dimostrato un miglioramento della portata del liquido del 20-40%.
Questo approccio innovativo può avere potenziali applicazioni in vari settori che fanno affidamento sullo svuotamento o sul versamento di liquidi, come l'industria alimentare e delle bevande, la produzione chimica e farmaceutica e la produzione di cosmetici. Applicando queste conoscenze, i produttori potrebbero ottimizzare i propri processi, ridurre i tempi di produzione e migliorare l’efficienza.
I risultati della ricerca, pubblicati sulla rivista Physics of Fluids, non solo forniscono una comprensione fondamentale della dinamica delle bolle nel flusso, ma offrono anche soluzioni pratiche per ottimizzare il processo di svuotamento nelle applicazioni industriali.
