اثر کواندا

اثر کواندا

اثر کوآندا جریان آب

اثر کوآندا معمولاً به دو دلیل با استفاده از جریان آب نشان داده می شود. یکی اینکه جریان آب قابل مشاهده است و دیگری اینکه اثر کوآندا جریان آب بسیار آشکارتر از جریان هوا است.

در اینجا یک عنصر فریب وجود دارد، زیرا اثر کوندال جریان آب در هوا شبیه به جریان هوا است، اما اصل کاملاً متفاوت است. دلیل تمایل جریان آب در هوا به دیواره جامد این است که بین آب و جامد جذب وجود دارد و در سطح جریان آب کشش وجود دارد. عمل ترکیبی این دو نیرو، آب را "به سمت" دیوار می کشد، که می توان فهمید که آب توسط ماده جامد مکیده می شود.

می دانیم که آب کشش سطحی بسیار بالایی دارد، بنابراین اثر کوآندا بسیار آشکار است، به عنوان مثال، وقتی شراب را می ریزید، اگر آن را به اندازه کافی سریع نریزید، شراب از کناره بطری می ریزد و آب 180 درجه می چرخد ​​و جاذبه را به چالش می کشد.

اثر کواندا که در اثر جذب سطحی و کشش سطحی ایجاد می‌شود، محور بحث ما نیست، بلکه می‌خواهیم روی اثر کواندا تمرکز کنیم که در همان سیال، اعم از گاز یا مایع، وجود دارد، اما سطح آزاد وجود ندارد. یعنی کشش سطحی وجود ندارد.

اثر کوآندا جریان هوا

اثر کوآندا در جریان هوا نیز وجود دارد، اما برخلاف جریان آب در هوا، هیچ کششی بین گازها وجود ندارد، فقط فشار وجود دارد. بنابراین، هیچ "گذشته مکش" در گاز وجود دارد، احساس "گذشته مکش"، در واقع، گذشته فشرده، استفاده از فشار اتمسفر است.

اما دیوارها همچنان می توانند گاز را مکش کنند و اثر کوآندا را ایجاد کنند. بدیهی است که به دلیل فشار کم نزدیک دیوار، جریان هوا توسط اتمسفر بیرونی منتقل می شود.

برای توضیح فشار کم گاز نزدیک دیوار می توان از نیروی مرکزگرا استفاده کرد. هنگامی که گاز در امتداد یک دیوار منحنی جریان دارد، جریان در یک منحنی حرکت می کند که به نیروی مرکزگرا نیاز دارد. از آنجایی که گاز مکش ندارد، این نیروی مرکزگرا فقط از طریق فشار داخل گاز تامین می شود. جریان هوا در سمت دور از دیوار تحت فشار اتمسفر قرار می گیرد، بنابراین فشار در سمت نزدیک دیوار باید کمتر از فشار اتمسفر باشد تا نیروی مرکزگرا ایجاد شود.

اثر کواندا

اثر کوآندا در جریان به دلیل ویسکوزیته گاز است. بین دو طرف جت و هوا اصطکاک وجود دارد و این اصطکاک ناشی از ویسکوزیته گاز است. جت دائماً هوای ساکن اطراف خود را با خود می برد و فشار اتمسفر محیط را کاهش می دهد. اما این افت فشار بسیار بسیار کوچک است. چقدر کوچک؟ یک جت هوا با سرعت 30 متر بر ثانیه فقط فشار محیط اطراف را حدود 0.5Pa کاهش می دهد. این افت فشار برای "کشیدن" جریان به دیوار کافی نیست و باعث ایجاد اثر کوندال قابل توجه می شود. با این حال، هنگامی که دیوارها وجود دارد، فشار منفی چند برابر می شود.

هنگامی که در یک طرف جت دیوار وجود دارد، به دلیل مانع دیوار، پس از اینکه جت بخشی از هوا را می گیرد، مکان اصلی نمی تواند مکمل هوای کافی دریافت کند، فشار موضعی کاهش می یابد و هوا جریان به دلیل فشار نامتعادل در هر دو طرف به دیوار فشرده می شود. به عبارت دیگر، هوایی که توسط جت منتقل می شود بیشتر توسط خود جت دوباره پر می شود.

هنگامی که دیوار به سمت بیرون خم می شود، یک "منطقه مرده" موقتی بدون جریان بین جریان و دیوار وجود دارد، با فرض اینکه جریان در ابتدا افقی باشد. جریان هوا به طور مداوم هوای ناحیه آب مرده را می گیرد و جریان جت به تدریج به دیوار نزدیک می شود. در نهایت، هنگامی که نیروی مرکزگرای ایجاد شده توسط اختلاف فشار در دو طرف جریان جت فقط با درجه چرخش جریان جت مطابقت دارد، جریان به تعادل می رسد و جریان جت در امتداد دیوار منحنی جریان می یابد.

اهمیت اثر کواندا

اثر کواندا (که گاهی اوقات به عنوان اثر کواندا ترجمه می شود) کلید ایجاد لیفت در ایرفویل است. زیرا بالا بردن ایرفویل عمدتاً به دلیل "مکیدن" هوا از سطح بالایی به سمت پایین است.

Henri CoandÇ مخترع و آیرودینامیک رومانیایی بود که اولین بار از اثر کواندا استفاده کرد. اختراع هواپیما نتیجه بسیاری از افراد است و نمی توان آن را به یک نفر نسبت داد، بالاترین افتخار برای تمرین به برادران رایت تعلق می گیرد، پیشگام این نظریه احتمالا باید به کواندا برود.

کوآندا همچنین یکی از پیشگامان هواپیماهای جت بود و اعتقاد بر این است که در سال 1910 کوآندا با موفقیت هواپیمایی به نام CoandÄ-1910 پرواز کرد.

این هواپیما یک جت با موتور جت نیست، اما پروانه ندارد و لوله ای ضخیم در دماغه دارد که هوا را می دمد. منبع جت یک فن گریز از مرکز است که از طریق آن هوا به سمت عقب هدایت می شود تا نیروی رانش به دست آید.

بیش از حد بخوانید

از اثر کوآندا می‌توان برای افزایش ارتفاع هواپیما استفاده کرد، اما این روش‌ها با برخی علم شبه نیز ترکیب می‌شوند. به عنوان مثال، در اینجا یک هواپیمای کوآندا وجود دارد که ادعا می کند لیفت را افزایش می دهد. ملخ می‌تواند آن را معلق نگه دارد، اما اکنون پوسته‌ای در زیر ملخ دارد که ادعا می‌کند از اثر کواندا برای هدایت هوای بیشتر به پایین برای افزایش نیروی بالابر استفاده می‌کند. در واقع، این ارزش هزینه را ندارد، زیرا پوسته به طور کلی به عنوان مانعی در برابر جریان هوا عمل می کند و فقط بالابر را کاهش می دهد.