Ободок масла окружает сухое пятно

Александр Федорченко

---

Образование сухих пятен в нагретых пленках жидкости

Почему еда прилипает к центру сковородки?

Александр Федорченко (Alexander Fedorchenko), Ян Груби (Jan Hruby), Институт термомеханики Чешской академии наук, (Institute of Thermomechanics, Czech Academy of Sciences), опубликовали работу "Об образовании сухих пятен в нагретых пленках жидкости (On formation of dry spots in heated liquid films), журнал "Физика жидкостей" (Physics of Fluids), 33, 02 февраля 2021.

Образование сухих пятен и ручейков в тонких пленках жидкости происходит повсеместно в природе и технике. Каждый может наблюдать, как сначала сплошная водяная пленка на оконном стекле внезапно лопается, оставляя островки сухих пятен. Термокапиллярная конвекция вызывает образование сухого пятна в центре сковороды при нагревании пленки подсолнечного масла. В работе экспериментально объясняется явление прилипания пищи при жарке на сковороде. Показано, что скорость образования сухого пятна аналогична скорости отступающего движения края капли при ударе и растекании по твердой поверхности.

Это позволяет теоретически определить скорость обезвоживания. Для стекающей тонкой пленки жидкости критический объемный расход qcr разделяет два режима: метастабильный или докритический и стабильный или сверхкритический. При докритическом режиме небольшие деформации свободной поверхности пленки, слабые возмущения поверхности, вызванные термо- или концентрационной капиллярной конвекцией, приводят к ее разрыву. Важно подчеркнуть, что тепломассоперенос играет дестабилизирующую роль не только для движущихся пленок, но и для непрерывных, неподвижных. Проведенные эксперименты являются яркими примерами этого факта.

Эксперименты проводились на сковороде Kolimax 116 765 с антипригарной поверхностью GRANITEC, армированной керамическими частицами, и трехслойным накопительным дном. Толщина масляной пленки составляла 1,5 мм. Использовалась задняя варочная зона варочной панели Whirlpool AKT315/IX на максимальной мощности в положении 12. Для записи видео расширения сухого пятна применена цифровая камера KODAK EASYSHARE Z990. Для измерения температуры - цифровой термометр Tescoma Accura 634 488.

Изначально сплошная пленка подсолнечного масла на сковороде внезапно начинает разрываться при нагревании. Сухое пятно образуется прямо в центре сковороды и вскоре достигает максимального диаметра. Теперь становится каждому ясно, почему при жарке яиц, омлетов или картофеля еда прилипает к центру сковороды.

Ободок масла окружает сухое пятно. Скорость обода окружающего сухое пятно на краю растекающейся пленки будет равными [g (1 - cosL)/ph] в степени 0,5. Где h - толщина пленки, g и p - поверхностное натяжение и плотность соответственно, L - угол смачивания. Теоретические и экспериментальные значения скоростей точно совпадают, а разница составляет около 3,6%.

Таким образом, авторы экспериментально объяснили, почему еда прилипает к центру сковороды. Вызвано это образованием в тонкой пленке подсолнечного масла сухого пятна - результат термокапиллярной конвекции. Для того, чтобы избежать образования сухих пятен в центре сковородки, каждой хозяйке следует принять следующий план комплекс мер: толщины масляной пленки - увеличение, нагрев - умеренный, смачивание поверхности сковороды маслом - полное, дно - использование сковороды с толстым дном, перемешивание еды во время приготовления - постоянное.

Комментарий:

---

---

Шнобелевская премия 2008 диетология Массимилиано Зампини из Университета Тренто и Чарльз Спенс из Оксфордского Университета за электронную модификацию звука картофельных чипсов, заставляющую человека, жующего чипсы, поверить в то, что они более свежие и хрустящие, чем они есть на самом деле подробнее

---

Шнобелевская премия 2023 по машиностроению В этой работе мертвый паук превращается в готовый к использованию привод, требующий всего лишь одного несложного этапа изготовления, открывая область исследований «некроботика», в которой биотические материалы используются в качестве компонентов роботов подробнее

Источник - пресса