Coanda-effekten

Coanda-effekten

Coanda-effekten av vattenflöde

Coanda-effekten visas vanligtvis med vattenflöde, av två skäl. Den ena är att vattenflödet är synligt, och det andra är att Coanda-effekten av vattenflöde är mycket mer uppenbar än luftflödet.

Det finns ett element av bedrägeri här, eftersom Coandal-effekten av vattenflöde i luften liknar den för luftflöde, men principen är helt annorlunda. Anledningen till att vattenflödet i luften tenderar mot den fasta väggen är att det finns adsorption mellan vattnet och det fasta materialet, och det finns spänningar på ytan av vattenflödet. Den kombinerade verkan av dessa två krafter drar vattnet "mot" väggen, vilket kan förstås som att vattnet sugs av det fasta ämnet.

Vi vet att vatten har en mycket hög ytspänning, så Coanda-effekten är väldigt uppenbar, till exempel när du häller upp vin, om du inte häller upp det snabbt nog kommer vinet att rinna ner på sidan av flaskan, och vattnet kommer att rotera 180 grader, trots gravitationen.

Coanda-effekten, som orsakas av adsorption och ytspänning, är inte i fokus för vår diskussion, utan vi kommer att fokusera på Coanda-effekten som finns i samma vätska, antingen gas eller vätska, men det finns ingen fri yta, dvs det finns ingen ytspänning.

Coanda-effekten av luftflöde

Coanda-effekten finns även i luftflödet, men till skillnad från vattenflödet i luften finns det inget drag mellan gaserna, bara tryck. Därför finns det ingen "sug förbi" i gasen, känslan av "sug förbi", i själva verket pressas förbi, användningen av atmosfärstryck.

Men väggarna kan fortfarande suga in gasen, vilket skapar Coanda-effekten. Uppenbarligen, på grund av det låga trycket nära väggen, bärs luftflödet över av den yttre atmosfären.

Centripetalkraft kan användas för att förklara gasens låga tryck nära väggen. När en gas strömmar längs en krökt vägg, rör sig flödet i en kurva, vilket kräver en centripetalkraft. Eftersom en gas inte har något sug, kan denna centripetalkraft endast tillhandahållas av trycket inuti gasen. Luftflödet på sidan bort från väggen utsätts för atmosfärstryck, så trycket på sidan nära väggen bör vara lägre än atmosfärstrycket för att bilda centripetalkraft.

Coanda-effekten

Coanda-effekten i flödet beror på gasens viskositet. Det finns friktion mellan strålens sidor och luften, och denna friktion orsakas av gasens viskositet. Strålen bär hela tiden bort den annars statiska luften runt sig, vilket sänker atmosfärstrycket i omgivningen. Men det tryckfallet är väldigt, väldigt litet. Hur liten? En luftstråle med en hastighet av 30m/s kommer endast att minska det omgivande trycket i närheten med cirka 0,5 Pa. Detta tryckfall är inte tillräckligt för att "dra" flödet till väggen, vilket orsakar en märkbar Coandal-effekt. Men när det väl finns väggar multipliceras undertrycket.

När det finns en vägg på ena sidan av strålen, på grund av väggens barriär, efter att strålen tar bort en del av luften, kan den ursprungliga platsen inte få tillräckligt med lufttillskott, det lokala trycket kommer att minska och luften flöde kommer att pressas mot väggen på grund av det obalanserade trycket på båda sidor. Med andra ord, luften som förs bort av strålen fylls på mer av själva strålen.

När väggen böjer sig utåt finns det en tillfällig "död zon" utan flöde mellan flödet och väggen, förutsatt att flödet först är horisontellt. Den strömmande luften tar kontinuerligt bort luften i dödvattenområdet och jetflödet drar sig gradvis närmare väggen. Slutligen, när den centripetalkraft som genereras av tryckskillnaden på båda sidor av jetflödet precis matchar jetflödets vridningsgrad, når flödet balans och jetflödet flyter längs den krökta väggen.

Vikten av Coanda-effekten

Coanda-effekten (ibland översatt som Coanda-effekten) är nyckeln till att generera lyft i en bäryta. Eftersom lyftet av en bäryta främst orsakas av att ovansidan "sug" ner luft.

Henri CoandÇ var en rumänsk uppfinnare och aerodynamiker som först använde sig av Coanda-effekten. Uppfinningen av flygplanet är resultatet av många människor och kan inte tillskrivas någon enskild person, den högsta äran för praktiken går till bröderna Wright, pionjären inom teorin borde förmodligen gå till Coanda.

Coanda var också en pionjär inom jetflygplan, och man tror att Coanda 1910 framgångsrikt flög ett flygplan kallat CoandÄ-1910.

Planet är inte ett jetplan med jetmotor, men det har ingen propeller och ett tjockt rör vid nosen som blåser luft. Källan till strålen är en centrifugalfläkt, genom vilken luften riktas bakåt för att få dragkraft.

Läste för mycket in

Coanda-effekten kan användas för att öka flygplanens lyftkraft, men dessa metoder blandas också med viss pseud ovetenskap. Här är till exempel ett Coanda-flygplan som säger sig öka lyftkraften. Propellern kan hålla den svävande, men nu har den ett skal under propellern, som säger sig använda Coanda-effekten för att driva ner mer luft för att öka lyftkraften. Faktum är att detta inte är värt kostnaden, eftersom skalet i allmänhet fungerar som en barriär mot luftflödet och bara minskar lyftet.