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Indische Forscher widmeten sich der Physik von aus Flaschen auslaufenden Flüssigkeiten.
Neu-Delhi – In Coronazeiten finden Wissenschafter bisweilen recht naheliegende Forschungsfelder: Im konkreten Fall geht es um die Frage, bei welcher Flaschenneigung der flüssige Inhalt am schnellsten ausfließt. Die nicht gänzlich überraschende Antwort: Wer eine Flasche so schnell wie möglich entleeren möchte, sollte sie nicht ganz senkrecht mit der Öffnung nach unten, sondern leicht geneigt halten. Auf dieses Ergebnis sind indische Wissenschafter bei Testreihen gekommen. Wie zähflüssig der Flascheninhalt ist, spielt demnach keine Rolle.
Experimente mit Hochgeschwindigkeitskameras
Allerdings verändert sich die Blasenbildung mit dem Neigungswinkel bei verschiedenen Flüssigkeiten unterschiedlich. Lokesh Rohilla und Arup Das vom Indian Institute of Technology Roorkee stellen ihre Studie im Fachmagazin "Physics of Fluids" vor. Mit einer Hochgeschwindigkeitskamera nahmen die Physiker Glasflaschen auf, die sich senkrecht nach unten oder mit einem genau eingestellten Neigungswinkel entleerten.
Dabei stellten sie fest, dass die höchste Ausflussgeschwindigkeit bei einer Neigung von etwa 20 Grad erreicht wurde, unabhängig von der Art der Flüssigkeit. Bei den weiteren Neigungswinkeln bis 50 Grad änderte sich die Geschwindigkeit kaum. Wasser brauchte in der Senkrechten 16,3 Sekunden, um aus der verwendeten Flasche zu laufen, bei der 20-Grad-Neigung 11,9 Sekunden. Beim zähflüssigen Silikonöl war der Unterschied größer: 136,7 Sekunden bei null Grad (senkrecht) und 47 Sekunden bei 20 Grad Neigungswinkel.
Optimierte Flaschenformen
Die Forschenden stellten zudem fest, dass sich die Bildung von Luftblasen je nach Neigungswinkel ändert, und das abhängig von der Konsistenz. Bei Wasser werden von null hin zu 40 Grad die Blasen kleiner, dafür entstehen mehr von ihnen. Bei zähflüssigen Fluiden wie Glyzerin und Silikonöl ist es umgekehrt: Die Luftblasen werden mit zunehmendem Neigungswinkel der Flasche größer, dafür entstehen weniger.
Die Erkenntnisse könnten den Forschern zufolge zu optimierten Flaschenformen führen. "Ein produktspezifisches Flaschendesign ermöglicht eine bessere Kontrolle der Entleerungsrate", erklärt Arup Das. (red, APA, 17.4.2020)