Efekt Coandy

Efekt Coandy

Efekt Coandy przepływu wody

Efekt Coandy jest zwykle demonstrowany za pomocą przepływu wody z dwóch powodów. Jednym z nich jest to, że przepływ wody jest widoczny, a drugim jest to, że efekt Coandy przepływu wody jest znacznie bardziej oczywisty niż w przypadku przepływu powietrza.

Jest w tym element oszustwa, ponieważ efekt Coandala przepływu wody w powietrzu jest podobny do przepływu powietrza, ale zasada działania jest zupełnie inna. Powodem, dla którego przepływ wody w powietrzu zmierza do stałej ściany, jest adsorpcja między wodą a ciałem stałym oraz napięcie na powierzchni przepływu wody. Połączone działanie tych dwóch sił ciągnie wodę „w stronę” ściany, co można rozumieć jako zasysanie wody przez ciało stałe.

Wiemy, że woda ma bardzo wysokie napięcie powierzchniowe, więc efekt Coandy jest bardzo oczywisty, na przykład, gdy nalejesz wino, jeśli nie nalejesz go wystarczająco szybko, wino spłynie po ściance butelki i woda obróci się o 180 stopni, przeciwstawiając się grawitacji.

Efekt Coandy, który jest spowodowany adsorpcją i napięciem powierzchniowym, nie jest przedmiotem naszej dyskusji, ale skupimy się na efekcie Coandy, który występuje w tym samym płynie, gazie lub cieczy, ale nie ma swobodnej powierzchni, to znaczy, że nie ma napięcia powierzchniowego.

Efekt Coandy przepływu powietrza

Efekt Coandy występuje również w przepływie powietrza, ale w przeciwieństwie do przepływu wody w powietrzu, nie ma przyciągania między gazami, a jedynie ciśnienie. Dlatego nie ma "przeszłości ssania" w gazie, uczucie "przeszłości ssania", w rzeczywistości jest wciskane w przeszłości, przy użyciu ciśnienia atmosferycznego.

Ale ściany nadal mogą zasysać gaz, tworząc efekt Coandy. Oczywiście, ze względu na niskie ciśnienie w pobliżu ściany, przepływ powietrza jest przenoszony przez atmosferę zewnętrzną.

Siłę dośrodkową można wykorzystać do wyjaśnienia niskiego ciśnienia gazu w pobliżu ściany. Kiedy gaz przepływa wzdłuż zakrzywionej ściany, przepływ porusza się po krzywej, co wymaga siły dośrodkowej. Ponieważ gaz nie ma ssania, ta siła dośrodkowa może być zapewniona tylko przez ciśnienie wewnątrz gazu. Przepływ powietrza po stronie oddalonej od ściany podlega ciśnieniu atmosferycznemu, więc ciśnienie po stronie blisko ściany powinno być niższe niż ciśnienie atmosferyczne, aby wytworzyła się siła dośrodkowa.

Efekt Coandy

Efekt Coandy w przepływie wynika z lepkości gazu. Istnieje tarcie między bokami strumienia a powietrzem, a tarcie to jest spowodowane lepkością gazu. Strumień nieustannie unosi wokół siebie statyczne powietrze, obniżając ciśnienie atmosferyczne otoczenia. Ale ten spadek ciśnienia jest bardzo, bardzo mały. Jaki mały? Strumień powietrza z prędkością 30 m/s obniży ciśnienie otoczenia tylko o około 0,5 Pa. Ten spadek ciśnienia nie wystarczy, aby „przyciągnąć” przepływ do ściany, powodując zauważalny efekt Coandala. Jednak po zbudowaniu ścian podciśnienie jest zwielokrotniane.

Gdy po jednej stronie strumienia znajduje się ściana, ze względu na barierę ściany, po tym, jak strumień odbierze część powietrza, pierwotne miejsce nie może uzyskać wystarczającej ilości powietrza, lokalne ciśnienie zostanie zmniejszone, a powietrze przepływ będzie dociskany do ściany z powodu niezrównoważonego ciśnienia po obu stronach. Innymi słowy, powietrze unoszone przez odrzutowiec jest w większym stopniu uzupełniane przez sam odrzutowiec.

Kiedy ściana wygina się na zewnątrz, pojawia się tymczasowa „martwa strefa” braku przepływu między przepływem a ścianą, przy założeniu, że przepływ jest początkowo poziomy. Przepływające powietrze w sposób ciągły usuwa powietrze ze strefy wody martwej, a strumień strumienia stopniowo zbliża się do ściany. Wreszcie, gdy siła dośrodkowa generowana przez różnicę ciśnień po obu stronach strumienia odpowiada stopniowi obrotu strumienia, przepływ osiąga równowagę, a strumień przepływa wzdłuż zakrzywionej ściany.

Znaczenie efektu Coandy

Efekt Coandy (czasami tłumaczony jako efekt Coandy) jest kluczem do generowania siły nośnej w profilu. Ponieważ uniesienie płata jest spowodowane głównie „zasysaniem” powietrza przez górną powierzchnię.

Henri CoandÇ był rumuńskim wynalazcą i aerodynamikiem, który jako pierwszy wykorzystał efekt Coandy. Wynalezienie samolotu jest dziełem wielu ludzi i nie można go przypisać jednej osobie, najwyższe wyróżnienie za praktykę należy się braciom Wright, pionier teorii powinien chyba trafić do Coandy.

Coanda był także pionierem samolotów odrzutowych i uważa się, że w 1910 roku Coanda z powodzeniem latał samolotem o nazwie CoandĘ-1910.

Samolot nie jest odrzutowcem z silnikiem odrzutowym, ale nie ma śmigła i grubej rurki na nosie, przez którą wdmuchuje powietrze. Źródłem strumienia jest wentylator odśrodkowy, przez który powietrze kierowane jest do tyłu w celu uzyskania ciągu.

Czytaj za dużo

Efekt Coandy można wykorzystać do zwiększenia siły nośnej samolotu, ale metody te są również mieszane z pewną pseudonauką. Na przykład tutaj jest samolot Coanda, który twierdzi, że zwiększa siłę nośną. Śmigło może utrzymywać go w zawisie, ale teraz ma powłokę pod śmigłem, która twierdzi, że wykorzystuje efekt Coandy do kierowania większej ilości powietrza w dół w celu zwiększenia siły nośnej. W rzeczywistości nie jest to warte swojej ceny, ponieważ skorupa ogólnie działa jako bariera dla przepływu powietrza i tylko zmniejsza siłę nośną.