Приготовление пищи на сковороде с маслом может быстро стать опасным, если из сковороды выпрыгивают «взрывоопасные» капли горячего масла, что приводит к болезненным ожогам. Но эти капли могут приносить еще больший вред: способствовать загрязнению воздуха внутри помещений.
Группа исследователей из Техасского технологического университета и Университета штата Юта, изучающих эти «взрывные капли», представит свою работу по раскрытию гидродинамики, стоящей за этим явлением, на 70-м ежегодном собрании Отдела жидкости Американского физического общества. Динамика, которая состоится в ноябре.19-21, 2017, Денвер, Колорадо.
«Мы обнаружили, что очень большое количество маленьких капелек масла высвобождается, когда даже одна маленькая капля воды вступает в контакт с горячим маслом», - сказал Джереми Марстон, доцент Техасского технологического университета.
Чтобы провести модельные эксперименты по динамике взрыва, команда начала с тонкого слоя масла - рапсового, арахисового или соевого - и измерила температуру с помощью термопары. «Затем мы вводим небольшую каплю воды и записываем событие на высокоскоростную видеокамеру», - сказал Марстон. «В результате получается впечатляющее явление - вы можете наблюдать взрывной выброс, когда вода, попавшая под масло, внезапно испаряется. Это приводит к разрыву масляной пленки и разбрасыванию капель масла».
Приготовление некоторых распространенных продуктов, таких как куриная грудка, требует значительного количества воды. Чем выше содержание воды, тем больше количество этих взрывных капель, а это означает, что еще больше капель масла будет отправлено в полет.
«Наше исследование может иметь особое отношение к китайским методам приготовления пищи, при которых вода добавляется в горячие воки», - сказал Марстон.
По словам Марстона, одним из наиболее удивительных открытий является то, что выпущенные капли масла могут быть субмикронного размера, что делает их потенциально опасными, поскольку их можно вдыхать. В настоящее время группа оценивает истинное распределение капель масла по размерам и то, как далеко они могут проникнуть в окружающую среду с надлежащей вентиляцией или без нее.
«Известно, что миллионы смертей во всем мире происходят из-за загрязнения воздуха внутри помещений, но мы пока не знаем, насколько этому способствует приготовление пищи на плохо проветриваемых кухнях», - сказал Марстон. «Мы планируем провести подробное исследование, чтобы количественно определить, какое влияние кухонные аэрозоли оказывают на загрязнение воздуха в помещениях. В конечном счете, мы надеемся, что наше исследование поможет разработать усовершенствованные системы вентиляции для удаления этих сверхдисперсных аэрозолей».
Марстон и его группа сосредоточены на получении более детальных изображений с помощью высокоскоростного видео. «Чтобы исследовать фундаментальную науку, мы проведем трехмерное объемное изображение и тепловидение, чтобы оценить рассеивание аэрозолей, выделяемых при приготовлении пищи», - сказал он. «Мы также проведем некоторые предварительные испытания с использованием новой воздушной завесы, которую можно будет интегрировать в существующие системы вентиляции. измерьте размеры до нанометров, чтобы увидеть, насколько маленькими могут быть эти частицы».