เอฟเฟกต์ Coanda

เอฟเฟกต์ Coanda

Coanda effect ของการไหลของน้ำ

เอฟเฟกต์ Coanda มักแสดงให้เห็นโดยใช้การไหลของน้ำด้วยเหตุผลสองประการ หนึ่งคือการไหลของน้ำสามารถมองเห็นได้และอีกประการหนึ่งคือผลกระทบ Coanda ของการไหลของน้ำนั้นชัดเจนกว่าการไหลของอากาศ

มีองค์ประกอบของการหลอกลวงที่นี่ เนื่องจากผล Coandal ของการไหลของน้ำในอากาศนั้นคล้ายกับการไหลของอากาศ แต่หลักการนั้นแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง สาเหตุที่การไหลของน้ำในอากาศพุ่งไปที่ผนังทึบ เนื่องจากมีการดูดซับระหว่างน้ำกับของแข็ง และมีแรงตึงบนพื้นผิวของการไหลของน้ำ การกระทำร่วมกันของแรงทั้งสองนี้ดึงน้ำ "เข้าหา" ผนัง ซึ่งสามารถเข้าใจได้เมื่อน้ำถูกดูดโดยของแข็ง

เราทราบดีว่าน้ำมีแรงตึงผิวสูงมาก ดังนั้นผลกระทบของ Coanda จึงชัดเจนมาก เช่น เมื่อคุณรินไวน์ ถ้าคุณรินไม่เร็วพอ ไวน์จะไหลลงข้างขวด และ น้ำจะหมุน 180 องศา ท้าทายแรงโน้มถ่วง

ผลกระทบ Coanda ซึ่งเกิดจากการดูดซับและแรงตึงผิวไม่ใช่จุดสนใจของการสนทนาของเรา แต่เราจะมุ่งเน้นไปที่ผลกระทบ Coanda ที่มีอยู่ในของไหลเดียวกัน ไม่ว่าจะเป็นก๊าซหรือของเหลว แต่ไม่มีพื้นผิวอิสระ นั่นคือไม่มีแรงตึงผิว

ผลกระทบ Coanda ของการไหลของอากาศ

Coanda effect มีอยู่ในการไหลของอากาศเช่นกัน แต่ต่างจากการไหลของน้ำในอากาศตรงที่ไม่มีการดึงระหว่างแก๊ส มีแต่แรงดันเท่านั้น ดังนั้นจึงไม่มี "การดูดอดีต" ในก๊าซ ความรู้สึกของ "การดูดอดีต" ในความเป็นจริงถูกกดผ่านการใช้ความดันบรรยากาศ

แต่ผนังยังสามารถดูดก๊าซได้ ทำให้เกิด Coanda effect เห็นได้ชัดว่าเนื่องจากความกดอากาศต่ำใกล้กับผนัง การไหลของอากาศจึงถูกพัดพาไปโดยชั้นบรรยากาศภายนอก

แรงสู่ศูนย์กลางสามารถใช้อธิบายความดันต่ำของแก๊สใกล้ผนังได้ เมื่อก๊าซไหลไปตามผนังโค้ง การไหลจะเคลื่อนที่เป็นเส้นโค้งซึ่งต้องใช้แรงสู่ศูนย์กลาง เนื่องจากแก๊สไม่มีแรงดูด แรงสู่ศูนย์กลางนี้สามารถให้ได้จากความดันภายในแก๊สเท่านั้น การไหลของอากาศด้านที่ห่างจากผนังจะขึ้นอยู่กับความดันบรรยากาศ ดังนั้นความดันที่ด้านใกล้ผนังควรต่ำกว่าความดันบรรยากาศเพื่อสร้างแรงสู่ศูนย์กลาง

เอฟเฟกต์ Coanda

ผลกระทบของ Coanda ในการไหลเกิดจากความหนืดของก๊าซ มีแรงเสียดทานระหว่างด้านข้างของไอพ่นกับอากาศ และแรงเสียดทานนี้เกิดจากความหนืดของก๊าซ เครื่องบินไอพ่นจะพัดพาอากาศที่อยู่รอบๆ ออกไปตลอดเวลา ทำให้ความดันบรรยากาศของสิ่งแวดล้อมลดลง แต่แรงดันตกนั้นน้อยมาก เล็กแค่ไหน? เครื่องบินไอพ่นที่ความเร็ว 30 เมตร/วินาที จะลดความดันบรรยากาศโดยรอบได้ประมาณ 0.5Pa เท่านั้น แรงดันที่ลดลงนี้ไม่เพียงพอที่จะ "ดึง" การไหลไปที่ผนัง ทำให้เกิด Coandal effect ที่เห็นได้ชัดเจน อย่างไรก็ตาม เมื่อมีกำแพง แรงดันลบจะทวีคูณ

เมื่อมีผนังด้านหนึ่งของเครื่องบินเจ็ตเนื่องจากสิ่งกีดขวางของผนัง หลังจากที่เจ็ทนำอากาศบางส่วนออกไป สถานที่เดิมไม่สามารถรับอากาศเสริมได้เพียงพอ ความดันภายในจะลดลง และอากาศ การไหลจะกดผนังเนื่องจากแรงดันทั้งสองด้านไม่สมดุลกัน กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ อากาศที่ถูกพัดพาไปโดยเครื่องบินไอพ่นจะถูกเติมโดยเครื่องบินเอง

เมื่อผนังโค้งออกด้านนอก จะมี "โซนตาย" ชั่วคราวที่ไม่มีการไหลระหว่างการไหลและผนัง สมมติว่าการไหลอยู่ในแนวนอนในตอนแรก อากาศที่ไหลอย่างต่อเนื่องจะดึงเอาอากาศในบริเวณน้ำที่ตายแล้ว และกระแสน้ำจะค่อยๆ เข้าใกล้กำแพงมากขึ้น ในที่สุด เมื่อแรงสู่ศูนย์กลางที่เกิดจากความแตกต่างของแรงดันทั้งสองด้านของการไหลของเจ็ตตรงกับองศาการหมุนของเจ็ตโฟลว์ การไหลจะเข้าสู่สมดุล และเจ็ตโฟลว์จะไหลไปตามผนังโค้ง

ความสำคัญของผลกระทบ Coanda

เอฟเฟกต์ Coanda (บางครั้งแปลว่าเอฟเฟกต์ Coanda) เป็นกุญแจสำคัญในการสร้างแรงยกใน airfoil เนื่องจากการยกตัวของ airfoil ส่วนใหญ่เกิดจากการที่พื้นผิวด้านบน "ดูด" อากาศลง

Henri CoandÇ เป็นนักประดิษฐ์และนักแอโรไดนามิกชาวโรมาเนีย ซึ่งเป็นผู้ใช้ประโยชน์จาก Coanda effect เป็นครั้งแรก การประดิษฐ์เครื่องบินเป็นผลมาจากคนจำนวนมากและไม่สามารถนำมาประกอบกับบุคคลใดบุคคลหนึ่งได้ พี่น้องไรท์ได้รับเกียรติสูงสุดสำหรับการปฏิบัติ ผู้บุกเบิกทฤษฎีควรไปที่ Coanda

โคอันดายังเป็นผู้บุกเบิกเครื่องบินไอพ่น และเชื่อกันว่าในปี พ.ศ. 2453 โคอันดาประสบความสำเร็จในการบินเครื่องบินที่เรียกว่าโคอันดา-1910

เครื่องบินไม่ใช่ไอพ่นที่มีเครื่องยนต์ไอพ่น แต่ไม่มีใบพัดและท่อหนาที่จมูกเพื่อเป่าอากาศ แหล่งที่มาของไอพ่นคือพัดลมแบบแรงเหวี่ยงซึ่งอากาศจะถูกส่งไปทางด้านหลังเพื่อรับแรงขับ

อ่านมากเกินไปใน

สามารถใช้เอฟเฟกต์ Coanda เพื่อเพิ่มการยกตัวของเครื่องบินได้ แต่วิธีการเหล่านี้ยังผสมกับวิทยาศาสตร์ลวงตาบางอย่าง ตัวอย่างเช่น นี่คือเครื่องบิน Coanda ที่อ้างว่าเพิ่มแรงยก ใบพัดสามารถให้มันลอยอยู่ได้ แต่ตอนนี้มันมีเปลือกอยู่ใต้ใบพัดซึ่งอ้างว่าใช้เอฟเฟกต์ Coanda เพื่อขับอากาศลงเพื่อเพิ่มแรงยก อันที่จริง วิธีนี้ไม่คุ้มกับราคา เพราะโดยทั่วไปเปลือกจะทำหน้าที่เป็นตัวขัดขวางการไหลเวียนของอากาศและช่วยลดแรงยกเท่านั้น