喷流断裂长度的决定因素

喷流断裂为珠光喷流形成滴落，认为由喷流表面初始扰动引起，这些扰动会指数级增长。这些扰动常被认为源于外部噪声、湍流或喷嘴瑕疵。然而，即使在外部扰动最小的情况下，喷流长度也无法无限延伸，这表明其断裂不能完全归因于此类因素。本文表明，初始扰动为热毛细波。通过将观察到的不稳定性增长向过去外推，我们展示初始扰动的尺度约为阿伏伽德罗级(angstrom)，这与热噪声引起的波动一致。进一步，通过使用不同喷嘴进行大量实验，我们发现断裂长度与喷嘴类型、形状或内表面粗糙度无显著关联。通过系统性改变喷流直径、速度以及流体的表面张力、粘度和密度，我们在四个数量级(包括纳米喷流时为七个数量级)内验证了热扰动模型。