Вода не течет через отверстие 4 мм, когда есть небольшое количество, как позволить воде течь через маленькое отверстие даже при низком давлении?

Question

Вода не течет через отверстие 4 мм, когда есть небольшое количество, как позволить воде течь через маленькое отверстие даже при низком давлении?

У меня есть 3D-печать, где в чашке есть 5 отверстий диаметром 4 мм, и я хотел бы, чтобы жидкость текла через все 5 отверстий сразу, медленно опорожняя чашку (под медленно я подразумеваю: просто потратьте несколько секунд и не сливайте мгновенно). Поэтому отверстия не могут быть очень большими.

Когда я наливаю воду в чашку, она прекрасно стекает, пока не остается небольшое количество воды, а затем она просто останавливается с небольшим слоем воды, текущей по отверстиям.

Я предполагаю, что это происходит из-за поверхностного натяжения и недостаточного давления воды сверху, чтобы протолкнуть ее...

Существует ли конструкция отверстия, которая устраняет эту проблему? Я не знаю, что гуглить и правильно ли здесь задавать этот вопрос. Просто требуется слишком много времени, чтобы угадать свой путь и напечатать каждую попытку нужного размера или формы отверстия (что я и сделал до сих пор и до сих пор ничего не получил).

@Jacob Welin, 👍10

Обсуждение

Это почти инженерный вопрос, особенно касающийся гидродинамики и, как вы предполагаете, поверхностного натяжения. Какова толщина стены (пола?) вокруг дыр?, @fred_dot_u

меньше о водостойкости отпечатков, больше о дизайне и постобработке для решения этой проблемы. Хотя в целом это инженерная проблема, существуют решения для 3D-печатного варианта., @Trish

Спасибо, что поправила эту Триш. Фред, пол толщиной 1 мм :), @Jacob Welin

Я думаю, что связанный с этим вопрос можно и нужно задать в [Physics SE](https://physics.stackexchange.com) или [Engineering SE](https://engineering.stackexchange.com). Если вы зададите связанный, но другой вопрос (чтобы избежать перекрестной публикации), например, о связи между диаметром отверстия и обратным давлением, когда капание прекращается, и факторами, связанными с отверстием, которые могут повлиять на него, а затем упомянете этот вопрос для контекста, он будет иметь несколько других и полезных ответов., @uhoh

Моя догадка заключается в том, что вода такая чертовски липкая *не так много вы можете сделать, чтобы сделать больше, чем небольшая разница*, но я не знаю наверняка. Вода очень, очень любит себя!, @uhoh

Вы можете уменьшить (но, вероятно, не устранить) это, сделав внутреннее дно не плоским, а небольшим конусом, так что вся последняя вода направляется в центральное отверстие., @Davo

Вы не упомянули о материале. В таких материалах, как PLA, вы можете покрасить его перед сверлением отверстий, чтобы сделать его менее пористым., @Perry Webb

@PerryWebb PLA довольно водонепроницаем (я провел тесты на этом, погрузив печатные кубики в воду, а затем взломав их через некоторое время), но нейлоны и другие гигроскопичные материалы сильно пострадали бы во влажных условиях. вопросы об этом [tag:Water-resistance], @Trish

Вы планируете попытаться сгладить поверхность?, @Perry Webb

Хотя это не конструкция отверстия, вы можете распылить его с помощью "scotchguard" или "neverwet" или другой гидрофобной обработкой, чтобы вода не прилипала к нему., @John Meacham

2 ответа

Лучший ответ:

▲ 0

Если есть возможность добавить тонкую иглу, направленную вниз (волосы, проволока AWG-40 и т. Д.) к краю (каждого) отверстия, сделайте это. Капельки будут плавно скользить по ней до ее конца, где окружность иглы станет настолько крошечной, что поверхностное натяжение больше не сможет удерживать каплю. У поверхностного натяжения не будет ни единого шанса!

С помощью очень тонкой иглы и воронкообразной гидрофобной поверхности сосуда можно избавиться практически от любого (микролитрового) количества воды. Однако это может быть трудно сделать с помощью 3D-печати.

20 окт 20, @dominecf

Вы можете легко сделать "волоски" с помощью 3d-принтера, но слайсер не сделает этого за вас в тех местах, где вы этого хотите, только в тех местах, где вы этого не делаете.: -), @R.. GitHub STOP HELPING ICE

@*Trish* · Accepted Answer · 2020-10-19 20:46-00:00

То, с чем вы там сталкиваетесь, - это сочетание Адгезии, Сцепления и Капиллярной силы.

Сплоченность-это то, что удерживает воду вместе. Адгезия - это сила, удерживающая воду у стены или свисающая с конца ручки, она пропорциональна смоченной поверхности. Капиллярная сила-это результирующий эффект, когда вода движется вверх по тонкой трубке, она антипропорциональна диаметру и в противоположном направлении весу (силе). Их соотношение можно показать на рисунке, где капля висит на конце стеклянного стержня, в котором есть капилляр:

Как же тогда уменьшить прилипание воды в чашке?

Сделайте прямую часть отверстия как можно короче. Это можно сделать, имея тонкую чашечку. Чем короче отверстие, тем меньше поверхности, к которой вода может прилипнуть вертикально, и вы можете преодолеть капиллярную силу.
Разгладьте отверстие. Может быть, напечатать его на 3,5 мм и просверлить до вашего диаметра 4 мм. Это снижает адгезию.
Разгладьте внутреннюю поверхность. Уменьшение адгезии к внутренней стороне за счет меньшего количества ступеней.
Снимите фаску с внутренней стороны отверстий. Это изменяет всю геометрию и настройку потока в случае очень низкого уровня воды, особенно когда поверхность разделяется на несколько областей над каждым отверстием. Тогда больший объем, принадлежащий каждому отверстию с внутренней стороны, означает, что давление немного больше, и вы можете получить еще немного воды - и это также сокращает расстояние, которое отверстие должно преодолеть.
убедитесь, что внутри есть какой-то наклон, чтобы вода собиралась в одном из отверстий.

Пример (не измеряется) дизайн, который в значительной мере опирается на скашивать, чтобы направлять воду к уже вырезанного отверстия, а затем сохраняет прямой участок как можно короче может выглядеть следующим образом: центральное отверстие имеет очень широкие фаски, всю тарелку направляет воду к центру, а в каждом из остальных отверстий имеет скос, чтобы направлять воду.

Однако существует нижний предел того, где будет работать просто настройка дизайна, которая основана на сплоченности. Сцепление-это то, что приводит к поверхностному натяжению и вязкости. Вы можете изменить эти ограничивающие факторы, только изменив свойства жидкости, например, добавив агент, который снижает поверхностное натяжение и вязкость (мыло).