Efectul Coanda

Efectul Coanda

Efectul Coanda al curgerii apei

Efectul Coanda este de obicei demonstrat folosind debitul de apă, din două motive. Una este că fluxul de apă este vizibil, iar cealaltă este că efectul Coanda al curgerii apei este mult mai evident decât cel al fluxului de aer.

Există un element de înșelăciune aici, deoarece efectul Coandal al curgerii apei în aer este similar cu cel al fluxului de aer, dar principiul este complet diferit. Motivul pentru care fluxul de apă din aer tinde spre peretele solid este că există adsorbție între apă și solid și există tensiune pe suprafața fluxului de apă. Acțiunea combinată a acestor două forțe trage apa „spre” perete, ceea ce poate fi înțeles ca apa este aspirată de solid.

Știm că apa are o tensiune superficială foarte mare, așa că efectul Coanda este foarte evident, de exemplu, când turnați vin, dacă nu îl turnați suficient de repede, vinul va curge pe marginea sticlei, iar apa se va roti la 180 de grade, sfidând gravitația.

Efectul Coanda, care este cauzat de adsorbție și tensiune superficială, nu este în centrul discuției noastre, dar ne vom concentra asupra efectului Coanda care există în același fluid, fie gaz sau lichid, dar nu există suprafață liberă, adică nu există tensiune superficială.

Efectul Coanda al fluxului de aer

Efectul Coanda există și în fluxul de aer, dar spre deosebire de fluxul de apă în aer, nu există nicio tracțiune între gaze, ci doar presiune. Prin urmare, nu există "trecut de aspirație" în gaz, senzația de "trecut de aspirație", de fapt, sunt presate trecut, utilizarea presiunii atmosferice.

Dar pereții pot aspira în continuare gazul, creând efectul Coanda. Evident, din cauza presiunii scăzute din apropierea peretelui, fluxul de aer este transportat de atmosfera exterioară.

Forța centripetă poate fi folosită pentru a explica presiunea scăzută a gazului în apropierea peretelui. Când un gaz curge de-a lungul unui perete curbat, fluxul se mișcă într-o curbă, ceea ce necesită o forță centripetă. Deoarece un gaz nu are aspirație, această forță centripetă poate fi furnizată doar de presiunea din interiorul gazului. Fluxul de aer pe partea îndepărtată de perete este supus presiunii atmosferice, astfel încât presiunea pe partea din apropierea peretelui ar trebui să fie mai mică decât presiunea atmosferică pentru a forma forța centripetă.

Efectul Coanda

Efectul Coanda în flux se datorează vâscozității gazului. Există frecare între părțile laterale ale jetului și aer, iar această frecare este cauzată de vâscozitatea gazului. Jetul transportă în mod constant aerul static din jurul său, scăzând presiunea atmosferică a mediului. Dar acea cădere de presiune este foarte, foarte mică. Cât de mic? Un jet de aer cu o viteză de 30 m/s va reduce doar presiunea ambientală din apropiere cu aproximativ 0,5 Pa. Această cădere de presiune nu este suficientă pentru a „trage” fluxul către perete, provocând un efect Coandal vizibil. Cu toate acestea, odată ce există pereți, presiunea negativă se înmulțește.

Când există un perete pe o parte a jetului, din cauza barierei peretelui, după ce jetul ia o parte din aer, locul inițial nu poate primi suficient supliment de aer, presiunea locală va fi redusă și aerul debitul va fi presat pe perete din cauza presiunii dezechilibrate pe ambele părți. Cu alte cuvinte, aerul transportat de jet este mai mult alimentat de jetul în sine.

Când peretele se îndoaie spre exterior, există o „zonă moartă” temporară de lipsă de curgere între flux și perete, presupunând că fluxul este orizontal la început. Aerul care curge îndepărtează în mod continuu aerul din zona apei moarte, iar fluxul de jet se apropie treptat de perete. În cele din urmă, când forța centripetă generată de diferența de presiune pe ambele părți ale fluxului cu jet se potrivește doar cu gradul de rotație al fluxului cu jet, fluxul ajunge la echilibru, iar fluxul cu jet curge de-a lungul peretelui curbat.

Importanța efectului Coanda

Efectul Coanda (uneori tradus ca efectul Coanda) este cheia pentru generarea portanței într-un profil aerodinamic. Deoarece ridicarea unei folii aerodinamice este cauzată în principal de suprafața superioară „suge” aer în jos.

Henri CoandÇ a fost un inventator și aerodinamist român care a folosit pentru prima dată efectul Coanda. Invenția avionului este rezultatul multor oameni și nu poate fi atribuită unei singure persoane, cea mai mare onoare pentru practică revine fraților Wright, pionierul teoriei ar trebui probabil să meargă la Coandă.

Coanda a fost, de asemenea, un pionier al avioanelor cu reacție și se crede că în 1910 Coanda a zburat cu succes o aeronavă numită CoandÄ-1910.

Avionul nu este un jet cu motor cu reacție, dar nu are elice și un tub gros la nas care suflă aer. Sursa jetului este un ventilator centrifugal, prin care aerul este direcționat spre spate pentru a obține forță.

Citiți prea mult

Efectul Coanda poate fi folosit pentru a crește portabilitatea aeronavei, dar aceste metode sunt, de asemenea, amestecate cu o oarecare pseudoscience. De exemplu, iată o aeronavă Coanda care pretinde că mărește portanța. Elicea o poate menține în plutire, dar acum are o carcasă sub elice, care pretinde că folosește efectul Coanda pentru a conduce mai mult aer în jos pentru a crește portanța. De fapt, acest lucru nu merită costul, deoarece carcasa acționează, în general, ca o barieră în calea fluxului de aer și doar reduce ridicarea.