Der Coanda-Effekt

Der Coanda-Effekt

Der Coanda-Effekt des Wasserflusses

Der Coanda-Effekt wird normalerweise aus zwei Gründen unter Verwendung eines Wasserflusses demonstriert. Einer ist, dass der Wasserfluss sichtbar ist, und der andere ist, dass der Coanda-Effekt des Wasserflusses viel offensichtlicher ist als der des Luftflusses.

Hier liegt ein Element der Täuschung, denn der Coandal-Effekt der Wasserströmung in der Luft ähnelt dem der Luftströmung, aber das Prinzip ist völlig anders. Der Grund, warum der Wasserstrom in der Luft zur festen Wand tendiert, liegt darin, dass zwischen dem Wasser und dem Feststoff eine Adsorption stattfindet und an der Oberfläche des Wasserstroms Spannung herrscht. Die kombinierte Wirkung dieser beiden Kräfte zieht das Wasser "in Richtung" der Wand, was so verstanden werden kann, dass das Wasser vom Feststoff angesaugt wird.

Wir wissen, dass Wasser eine sehr hohe Oberflächenspannung hat, daher ist der Coanda-Effekt sehr offensichtlich, wenn Sie beispielsweise Wein einschenken, wenn Sie ihn nicht schnell genug einschenken, läuft der Wein an der Seite der Flasche herunter und das Wasser dreht sich um 180 Grad und trotzt der Schwerkraft.

Der Coanda-Effekt, der durch Adsorption und Oberflächenspannung verursacht wird, steht nicht im Mittelpunkt unserer Diskussion, aber wir werden uns auf den Coanda-Effekt konzentrieren, der in demselben Fluid, entweder Gas oder Flüssigkeit, existiert, aber es gibt keine freie Oberfläche. das heißt, es gibt keine Oberflächenspannung.

Der Coanda-Effekt des Luftstroms

Der Coanda-Effekt existiert auch im Luftstrom, aber im Gegensatz zum Wasserstrom in der Luft gibt es zwischen den Gasen keine Anziehungskraft, sondern nur Druck. Daher gibt es kein "Vorbeisaugen" im Gas, das Gefühl des "Vorbeisaugens", in der Tat, die Verwendung von atmosphärischem Druck.

Aber die Wände können immer noch das Gas ansaugen, wodurch der Coanda-Effekt entsteht. Offensichtlich wird der Luftstrom aufgrund des Unterdrucks in Wandnähe von der äußeren Atmosphäre mitgenommen.

Die Zentripetalkraft kann verwendet werden, um den niedrigen Druck des Gases in der Nähe der Wand zu erklären. Wenn ein Gas entlang einer gekrümmten Wand strömt, bewegt sich die Strömung in einer Kurve, was eine Zentripetalkraft erfordert. Da ein Gas keinen Sog hat, kann diese Zentripetalkraft nur durch den Druck im Inneren des Gases bereitgestellt werden. Der Luftstrom auf der wandabgewandten Seite ist atmosphärischem Druck ausgesetzt, daher sollte der Druck auf der wandnahen Seite niedriger als der atmosphärische Druck sein, um eine Zentripetalkraft zu bilden.

Der Coanda-Effekt

Der Coanda-Effekt in der Strömung ist auf die Viskosität des Gases zurückzuführen. Es gibt Reibung zwischen den Seiten des Strahls und der Luft, und diese Reibung wird durch die Viskosität des Gases verursacht. Der Jet trägt ständig die ansonsten statische Luft um ihn herum weg und senkt den atmosphärischen Druck der Umgebung. Aber dieser Druckabfall ist sehr, sehr gering. Wie klein? Ein Luftstrahl mit einer Geschwindigkeit von 30 m/s reduziert den Umgebungsdruck in der Nähe nur um etwa 0,5 Pa. Dieser Druckabfall reicht nicht aus, um die Strömung zur Wand zu "ziehen", was einen merklichen Coandal-Effekt verursacht. Sobald jedoch Wände vorhanden sind, wird der Unterdruck vervielfacht.

Wenn sich auf einer Seite des Strahls eine Wand befindet, kann der ursprüngliche Ort aufgrund der Barriere der Wand, nachdem der Strahl einen Teil der Luft weggenommen hat, nicht genügend Luftergänzung erhalten, der lokale Druck wird verringert und die Luft Durch den ungleichen Druck auf beiden Seiten wird die Strömung an die Wand gedrückt. Mit anderen Worten, die vom Strahl weggetragene Luft wird durch den Strahl selbst stärker ergänzt.

Wenn sich die Wand nach außen biegt, gibt es eine vorübergehende "tote Zone" ohne Strömung zwischen der Strömung und der Wand, vorausgesetzt, die Strömung ist zunächst horizontal. Die strömende Luft nimmt die Luft im Totwasserbereich kontinuierlich mit und der Strahlstrom nähert sich allmählich der Wand. Wenn schließlich die durch die Druckdifferenz auf beiden Seiten des Strahlstroms erzeugte Zentripetalkraft gerade mit dem Wendegrad des Strahlstroms übereinstimmt, erreicht der Strom das Gleichgewicht und der Strahlstrom strömt entlang der gekrümmten Wand.

Die Bedeutung des Coanda-Effekts

Der Coanda-Effekt (manchmal als Coanda-Effekt übersetzt) ​​ist der Schlüssel zur Erzeugung von Auftrieb in einem Tragflügel. Denn der Auftrieb eines Flügels wird hauptsächlich dadurch verursacht, dass die Oberseite Luft nach unten „saugt“.

Henri CoandÇ war ein rumänischer Erfinder und Aerodynamiker, der sich als erster den Coanda-Effekt zunutze machte. Die Erfindung des Flugzeugs ist das Ergebnis vieler Menschen und kann keiner Person zugeschrieben werden, die höchste Ehre für die Praxis geht an die Gebrüder Wright, der Pionier der Theorie dürfte wohl an Coanda gehen.

Coanda war auch ein Pionier von Düsenflugzeugen, und es wird angenommen, dass Coanda 1910 erfolgreich ein Flugzeug namens CoandÄ-1910 flog.

Das Flugzeug ist kein Jet mit Düsentriebwerk, aber es hat keinen Propeller und ein dickes Rohr an der Nase, das Luft bläst. Die Quelle des Strahls ist ein Zentrifugalventilator, durch den die Luft nach hinten geleitet wird, um Schub zu erhalten.

Lies zu viel hinein

Der Coanda-Effekt kann genutzt werden, um den Auftrieb von Flugzeugen zu erhöhen, aber diese Methoden sind auch mit etwas Pseudowissenschaft vermischt. Hier ist zum Beispiel ein Coanda-Flugzeug, das behauptet, den Auftrieb zu erhöhen. Der Propeller kann ihn schwebend halten, aber jetzt hat er eine Hülle unter dem Propeller, die behauptet, den Coanda-Effekt zu nutzen, um mehr Luft nach unten zu treiben, um den Auftrieb zu erhöhen. Tatsächlich ist dies die Kosten nicht wert, da die Schale im Allgemeinen als Barriere für den Luftstrom wirkt und nur den Auftrieb verringert.