Physiker: Zum schnellen Entleeren Flaschen nicht senkrecht halten

Wie zähflüssig der Flascheninhalt ist, spielt demnach keine Rolle. 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.

Die Forscher 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 laut den Forschern zu optimierten Flaschenformen führen. «Ein produktspezifisches Flaschendesign ermöglicht eine bessere Kontrolle der Entleerungsrate», erklärt Arup Das.

* Fachartikelnummer DOI: 10.1063/5.0002249