Ефект Коанди

Ефект Коанди

Ефект Коанди потоку води

Ефект Коанди зазвичай демонструється за допомогою потоку води з двох причин. Одна з них полягає в тому, що потік води видно, а інша полягає в тому, що ефект Коанди потоку води набагато очевидніший, ніж ефект потоку повітря.

Тут є елемент обману, тому що ефект Коандала потоку води в повітрі схожий на ефект потоку повітря, але принцип зовсім інший. Причина, чому потік води в повітрі прагне до твердої стінки, полягає в тому, що між водою та твердою речовиною відбувається адсорбція, а на поверхні водного потоку виникає напруга. Спільна дія цих двох сил тягне воду «до» стіни, що можна зрозуміти так, як тверда речовина всмоктує воду.

Ми знаємо, що вода має дуже високий поверхневий натяг, тому ефект Коанди дуже очевидний. Наприклад, коли ви наливаєте вино, якщо ви не наливаєте його досить швидко, вино потече вниз по стінці пляшки, і вода обертатиметься на 180 градусів, кидаючи виклик гравітації.

Ефект Коанди, який спричинений адсорбцією та поверхневим натягом, не є предметом нашого обговорення, але ми збираємося зосередитися на ефекті Коанди, який існує в тій самій рідині, газі чи рідині, але немає вільної поверхні, тобто поверхневий натяг відсутній.

Ефект Коанди потоку повітря

Ефект Коанди також існує в потоці повітря, але на відміну від потоку води в повітрі, між газами немає тяги, а є лише тиск. Таким чином, у газі немає "всмоктування минулого", відчуття "всмоктування минулого", насправді, є натиснутим минулим, використанням атмосферного тиску.

Але стіни все ще можуть всмоктувати газ, створюючи ефект Коанди. Очевидно, через низький тиск біля стінки потік повітря переноситься зовнішньою атмосферою.

Для пояснення низького тиску газу біля стінки можна використовувати доцентрову силу. Коли газ тече вздовж вигнутої стінки, потік рухається по кривій, для чого потрібна доцентрова сила. Оскільки газ не має всмоктування, ця доцентрова сила може бути створена лише тиском усередині газу. Потік повітря на стороні від стіни піддається атмосферному тиску, тому тиск на стороні біля стіни має бути нижчим за атмосферний, щоб утворилася доцентрова сила.

Ефект Коанди

Ефект Коанди в потоці зумовлений в’язкістю газу. Існує тертя між сторонами струменя і повітрям, і це тертя спричинене в’язкістю газу. Струмінь постійно забирає навколо себе статичне повітря, знижуючи атмосферний тиск навколишнього середовища. Але цей перепад тиску дуже, дуже малий. Як маленький? Повітряний струмінь зі швидкістю 30 м/с зменшить тиск навколишнього середовища лише на 0,5 Па. Цього перепаду тиску недостатньо, щоб «притягнути» потік до стінки, викликаючи помітний ефект Коандала. Однак, як тільки є стіни, негативний тиск збільшується в рази.

Коли є стіна з одного боку струменя, через бар'єр стіни, після того, як струмінь забирає частину повітря, вихідне місце не може отримати достатню кількість повітря, місцевий тиск буде зменшено, і повітря потік буде притиснутий до стіни через незбалансований тиск з обох сторін. Іншими словами, повітря, що виноситься струменем, більше поповнюється самим струменем.

Коли стіна вигинається назовні, виникає тимчасова «мертва зона» відсутності потоку між потоком і стіною, припускаючи, що потік спочатку горизонтальний. Повітря, що тече, постійно забирає повітря в зоні мертвої води, і струменевий потік поступово наближається до стінки. Нарешті, коли доцентрова сила, створена різницею тиску з обох боків потоку струменя, точно відповідає ступеню повороту потоку струменя, потік досягає рівноваги, і струмінь тече вздовж вигнутої стінки.

Важливість ефекту Коанди

Ефект Коанди (іноді перекладається як ефект Коанди) є ключовим фактором створення підйомної сили в аеродинамічному профілі. Оскільки підйомна сила аеродинамічного профілю в основному спричинена верхньою поверхнею, яка «всмоктує» повітря вниз.

Анрі Коанда був румунським винахідником і аеродинаміком, який першим використав ефект Коанди. Винахід літака є результатом багатьох людей і не може бути приписаний одній людині, найвища честь за практику належить братам Райт, піонером теорії, ймовірно, повинен бути Коанда.

Коанда також був піонером реактивної авіації, і вважається, що в 1910 році Коанда успішно керував літаком під назвою CoandÄ-1910.

Літак не реактивний з реактивним двигуном, але він не має гвинта і товстої труби в носі, яка вдуває повітря. Джерелом струменя є відцентровий вентилятор, через який повітря направляється назад для отримання тяги.

Читайте занадто багато

Ефект Коанди можна використовувати для збільшення підйомної сили літаків, але ці методи також змішані з деякою псевдонаукою. Наприклад, ось літак Coanda, який стверджує, що збільшує підйомну силу. Пропелер може тримати його в повітрі, але тепер він має оболонку під пропелером, яка, як стверджується, використовує ефект Коанди, щоб спустити більше повітря вниз, щоб збільшити підйомну силу. Насправді це не варте витрат, тому що оболонка зазвичай діє як бар’єр для повітряного потоку та лише зменшує підйомну силу.